JPWO2014081046A1 - Image forming apparatus and electrophotographic photosensitive member - Google Patents
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Abstract
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して電子写真感光体に静電像を形成する画像形成装置において、電子写真感光体の表面には深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を抽出したとき、この正方形領域における凹部の面積が10000μm2以上90000μm2以下であり、凹部以外の部分に含まれる平坦部の面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、複数の凹部の配置(A)が、特定の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となるような配置である。In an image forming apparatus that forms an electrostatic image on an electrophotographic photosensitive member using at least a pseudo halftone process formed of dots as a technique for expressing gradation, the surface of the electrophotographic photosensitive member has a depth of 0.5 μm. A plurality of recesses having an opening of 5 μm or less and a longest diameter of 20 μm or more and 80 μm or less are formed. When a square region having a side of 500 μm is extracted on the surface of the electrophotographic photosensitive member, the area of the recess in the square region is 10000 μm 2 to 90000 μm 2, the area of the flat portion included in the portion other than the recess is 80000 μm 2 to 240000 μm 2, and the arrangement of the plurality of recesses (A) is calculated by performing a specific calculation process (f) ) Is 14% or less.
Description
本発明は、画像形成装置及び電子写真感光体に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member.
電子写真感光体の表面には、帯電やクリーニングなどの電気的外力や機械的外力が加えられるため、これらの外力に対する耐久性(耐摩耗性など)が要求される。
この要求に対して、従来から、電子写真感光体の表面層に耐摩耗性の高い樹脂を用いるなどの改良技術が用いられている。
一方、電子写真感光体の表面の耐摩耗性を高めることによって生じる課題として、画像流れが挙げられる。画像流れは、電子写真感光体の表面の帯電によって生じるオゾンや窒素酸化物などの酸化性ガスにより、電子写真感光体の表面層に用いられている材料が劣化したり、水分の吸着によって電子写真感光体の表面が低抵抗化したりすることが原因と考えられている。そして、電子写真感光体の表面の耐摩耗性が高くなるほど、電子写真感光体の表面のリフレッシュ(劣化した材料や吸着した水分などの画像流れ原因物質の除去)がなされにくくなり、画像流れが発生しやすくなる。
画像流れを改善する技術として、WO05/093518号(国際公開番号)公報には、乾式ブラスト処理または湿式ホーニング処理によって電子写真感光体の表面にディンプル形状の凹部を付与する技術が開示されている。WO05/093518号(国際公開番号)公報によれば、電子写真感光体の表面に複数のディンプル形状の凹部を設けることによって、初期から5000枚程度までの画像流れを抑制することができる。
また、特開2007−233355号公報には、電子写真感光体の表面に複数の凹部を高い面積率で設けることによって、高温高湿環境下でも初期から50000枚程度までのドット再現性を良好に維持する、すなわち画像流れを抑制する技術が開示されている。
また、特開2011−22578号公報には、電子写真感光体の表面に凹部を低い面積率で設ける技術が開示されている。
上記のように、画像流れを抑制する技術として、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設ける技術が検討されている。複数の凹部を設計するにあたっては、主に、表面粗さ、各凹部の大きさ、あるいは、一定面積における凹部の個数といった項目が注目されている。
一方で、複数の凹部の設計項目として、「凹部の配置」という項目がある。従来、凹部の密度については検討されているものの、各凹部をどのように並べるかについては注目されていない。
凹部の配置に注目した技術として、特開2007−233359号公報に、電子写真感光体の回転方向50μm以内に凹部を配置することで、傷の成長を抑制する技術が開示さている。Since an electric external force such as charging or cleaning or a mechanical external force is applied to the surface of the electrophotographic photosensitive member, durability against such external force (such as wear resistance) is required.
In response to this requirement, conventionally, improved techniques such as using a highly wear-resistant resin for the surface layer of the electrophotographic photosensitive member have been used.
On the other hand, a problem caused by increasing the wear resistance of the surface of the electrophotographic photosensitive member is image flow. In the image flow, the material used for the surface layer of the electrophotographic photosensitive member deteriorates due to an oxidizing gas such as ozone or nitrogen oxide generated by charging of the surface of the electrophotographic photosensitive member, or electrophotography occurs due to moisture adsorption. This is considered to be caused by the fact that the surface of the photoreceptor is lowered in resistance. The higher the abrasion resistance of the surface of the electrophotographic photosensitive member, the more difficult the surface of the electrophotographic photosensitive member is refreshed (removal of materials that cause image flow such as deteriorated materials and adsorbed moisture), resulting in image flow. It becomes easy to do.
As a technique for improving image flow, WO05 / 093518 (International Publication Number) discloses a technique for providing dimple-shaped concave portions on the surface of an electrophotographic photosensitive member by dry blasting or wet honing. According to WO05 / 093518 (International Publication Number), a plurality of dimple-shaped recesses are provided on the surface of an electrophotographic photosensitive member, whereby image flow from the initial stage to about 5000 sheets can be suppressed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233355 provides good dot reproducibility from the initial stage to about 50000 sheets even in a high temperature and high humidity environment by providing a plurality of concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member at a high area ratio. A technique for maintaining, i.e., suppressing image flow is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-22578 discloses a technique for providing concave portions on the surface of an electrophotographic photosensitive member with a low area ratio.
As described above, a technique for providing a plurality of recesses on the surface of an electrophotographic photosensitive member has been studied as a technique for suppressing image flow. In designing a plurality of recesses, items such as the surface roughness, the size of each recess, or the number of recesses in a certain area are attracting attention.
On the other hand, there is an item “arrangement of recesses” as a design item for a plurality of recesses. Conventionally, the density of the recesses has been studied, but no attention has been paid to how the recesses are arranged.
As a technique paying attention to the arrangement of the recesses, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233359 discloses a technique for suppressing the growth of scratches by arranging the recesses within 50 μm in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member.
本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。即ち、本発明の目的は、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下を抑制することができる画像形成装置及び電子写真感光体を提供することである。
本発明によれば、少なくとも支持体および該支持体の上に形成された感光層を備えた電子写真感光体と、
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面には深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出された画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
が提供される。
また、本発明によれば、少なくとも支持体および該支持体の上に形成された感光層を備えた電子写真感光体と、
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、前記電子写真感光体に接触してクリーニングするブレードと、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面の少なくとも前記ブレードとの接触領域には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
が提供される。
さらに、本発明によれば、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して静電潜像が形成される電子写真感光体であって、
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
が提供される。
さらに、本発明によれば、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して静電潜像が形成されるともにブレードによりその表面がクリーニングされる電子写真感光体であって、
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面の前記ブレードとの接触領域には、深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
が提供される。The present invention is a further development of the above prior art. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member that are less likely to cause image flow and that can suppress deterioration in image quality due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
According to the present invention, an electrophotographic photosensitive member comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
An image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a pseudo halftone process formed by dots as a method of expressing gradation,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in a portion other than the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
Is provided.
Further, according to the present invention, an electrophotographic photosensitive member comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
As a technique for expressing gradation, an image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a pseudo halftone process formed by dots, and cleaning by contacting the electrophotographic photosensitive member An image forming apparatus having a blade,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in at least a contact region with the blade on the surface of the electrophotographic photosensitive member,
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in a portion other than the recess 80000μm 2 or more and 240,000 μm 2 or less,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
Is provided.
Furthermore, according to the present invention, there is provided an electrophotographic photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed using at least a pseudo halftone process formed by dots as a technique for expressing gradation,
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
On the surface of the electrophotographic photosensitive member, a plurality of recesses having a depth of 0.5 μm to 5 μm and a longest diameter of the opening of 20 μm to 80 μm are formed,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in a portion other than the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
Is provided.
Furthermore, according to the present invention, an electrophotographic photosensitive member in which an electrostatic latent image is formed using at least a pseudo halftone process formed of dots as a technique for expressing gradation and the surface is cleaned by a blade. Because
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in a contact area with the blade on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in a portion other than the recess 80000μm 2 or more and 240,000 μm 2 or less,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
Is provided.
図1において、(A)および(B)は、基準面、平坦部、凹部などの関係を模式的に示す図である。
図2において、(A)〜(G)は、電子写真感光体の表面の凹部の開口部の形状の例を示す図である。
図3において、(A)〜(G)は、電子写真感光体の表面の凹部の断面形状の例を示す図である。
図4は電子写真感光体の表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す図である。
図5は電子写真装置の例を示す図である。
図6において、(A)〜(D)は、電子写真感光体の製造例で用いたモールドを示す図である。
図7はフィッティングの例を示す図である。
図8は電子写真感光体の表面層付近の断面観察を行った結果を示す図である。
図9は乾式ブラスト装置の例を示す図である。
図10は狭小部分を説明するための図である。
図11において、(a)は疑似中間調処理で用いられるスクリーンの一例を拡大した図、(b)は開口径が(a)のスクリーンパターンのドットサイズに近い凹部を不規則に配置した凹部配置の一例を示した図、(c)は開口径が(a)のスクリーンパターンのドットサイズより極小さい凹部を不規則に配置した凹部配置の一例を示した図、(d)は(b)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合の出力画像を想定した図、(e)は(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合の出力画像を想定した図、(f)は(d)を縮小表示した図、(g)は(e)を縮小表示した図である。
図12において、(a)は正方配置、露光光の主走査方向を0°としたときの角度45°のスクリーンを拡大した図、(b)は正方配置、露光光の主走査方向を0°としたときの角度41.2°の凹部配置の一例を示した図、(c)は正方配置、露光光の主走査方向を0°としたときの角度26.6°の凹部配置の一例を示した図、(d)は(b)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合の出力画像を想定した図、(e)は(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合の出力画像を想定した図である。
図13はVTF関数(視覚の空間周波数特性)の一例を示すグラフである。
図14において、(a)はFloyd−Steinberg法のアルゴリズムを示す図、(b)はFloyd−Steinberg法で生成した不規則パターンの一例を示す図である。
図15において、(a)はレーザー光照射による凹部の形成方法に用いるマスクの一例を示す図、(b)はレーザー光照射による凹部形成装置の一例を示す図である。
図16は1200dpi、106lpi、45度のドット集中型ディザマトリクスを表す図である。
図17はGX−700にて取得した、凹部を有する電子写真感光体表面の写真の一例を示す図である。In FIG. 1, (A) and (B) are diagrams schematically showing a relationship between a reference surface, a flat portion, a concave portion, and the like.
2A to 2G are diagrams showing examples of the shape of the opening of the concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
3A to 3G are diagrams showing examples of the cross-sectional shape of the recesses on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
FIG. 4 is a view showing an example of a press-contact shape transfer processing apparatus for forming a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an electrophotographic apparatus.
6A to 6D are views showing a mold used in an example of manufacturing an electrophotographic photosensitive member.
FIG. 7 is a diagram showing an example of fitting.
FIG. 8 is a view showing the result of cross-sectional observation in the vicinity of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member.
FIG. 9 shows an example of a dry blasting apparatus.
FIG. 10 is a diagram for explaining a narrow portion.
In FIG. 11, (a) is an enlarged view of an example of a screen used in pseudo halftone processing, and (b) is a recess arrangement in which recesses close to the dot size of the screen pattern having an aperture diameter (a) are irregularly arranged. The figure which showed an example, (c) is the figure which showed an example of the recessed part arrangement | positioning which arrange | positioned the recessed part which the opening diameter is extremely smaller than the dot size of the screen pattern of (a) irregularly, (d) is the figure of (b) The figure which assumed the output image at the time of outputting the screen image of (a) using the electrophotographic photosensitive member by which the recessed part arrangement | positioning was made, (e) is using the electrophotographic photosensitive member by which the recessed part arrangement | positioning of (c) was made. FIG. 5A is a diagram assuming an output image when the screen image of FIG. 5A is output, FIG. 5F is a diagram in which (d) is reduced and (g) is a diagram in which (e) is reduced.
12A is an enlarged view of a screen having an angle of 45 ° when the main scanning direction of exposure light is set to 0 °, and FIG. 12B is an enlarged view of a screen having an angle of 45 ° when the main scanning direction of exposure light is set to 0 °. (C) is an example of a square arrangement, and an example of a concave arrangement with an angle of 26.6 ° when the main scanning direction of exposure light is 0 °. The figure shown, (d) is a figure assuming an output image when the screen image of (a) is output using the electrophotographic photosensitive member having the concave portion arrangement of (b), and (e) is the figure of (c). It is the figure which assumed the output image at the time of outputting the screen image of (a) using the electrophotographic photoreceptor in which the recessed part arrangement | positioning was made.
FIG. 13 is a graph showing an example of a VTF function (visual spatial frequency characteristic).
14A is a diagram showing an algorithm of the Floyd-Steinberg method, and FIG. 14B is a diagram showing an example of an irregular pattern generated by the Floyd-Steinberg method.
15A is a view showing an example of a mask used in a method for forming a recess by laser light irradiation, and FIG. 15B is a view showing an example of a recess forming apparatus by laser light irradiation.
FIG. 16 is a diagram illustrating a dot-concentrated dither matrix of 1200 dpi, 106 lpi, and 45 degrees.
FIG. 17 is a view showing an example of a photograph of the surface of the electrophotographic photosensitive member having a recess, obtained by GX-700.
本例の特徴は、下記4つの項目を兼ねそろえている点である。
特徴1:凹部の開口部の最長径(長軸径)が大きい
特徴2:凹部の面積の割合が少ない
特徴3:平坦部の面積の割合が多い
特徴4:凹部が特定の基準を満たすように配置されている
特徴1〜3は画像流れを抑制する項目であり、特徴4は画質低下を抑制する項目である。以下、詳述する。
<画像流れの抑制>
まず、画像流れを抑制する項目である、特徴1〜3について説明する。本例の特徴1〜3における、上述したWO05/093518号(国際公開番号)公報記載の技術に対する特徴は、電子写真感光体の表面における平坦部の面積の割合が多い点である。乾式ブラスト処理や湿式ホーニング処理を用いて電子写真感光体の表面にディンプル形状の凹部を設ける場合、電子写真感光体の表面に対してランダムに粒子を衝突させることになるため、凹部以外の部分のうち、平坦部の面積の割合はきわめて少なくなる。
また、本例の特徴1〜3における、特開2011−22578号公報記載の技術に対する特徴についても、WO05/093518号(国際公開番号)公報に対する特徴と同様に、電子写真感光体の表面における平坦部の面積の割合が多い点である。
また、本例の特徴1〜3における、上述した特開2007−233355号公報や特開2007−233359号公報記載の技術に対する特徴は、開口部の最長径(長軸径)が大きい凹部が電子写真感光体の表面に設けられている点と、この凹部の面積率が少ない点である。
なお、本例では、凹部の面積とは、電子写真感光体の表面を、感光体の表面に直交する法線方向(円筒状の感光体の場合は径方向)と実質平行に、上から見たときの凹部の面積であり、凹部の開口部の面積を意味する。平坦部や凸部に関しても同様である。
本発明者らの検討の結果は次のとおりであった。開口部の最長径が大きな凹部(好ましくは、開口部の最短径も大きな凹部)を電子写真感光体の表面に疎に配置し、かつ、当該凹部以外の部分の中でも特に平坦部の面積を多くとる。これによって、画像流れの抑制効果が飛躍的に向上することがわかった。即ち、帯電装置近傍で顕著に発生する画像流れ、あるいは、高温高湿環境下で電子写真装置を数日間放置した場合に生じやすい起動直後の画像流れに対して、十分な効果が得られることがわかった。
開口部の最長径の大きな凹部を疎に配置することによって、クリーニングブレードのビビリが適度に抑制され、電子写真感光体の表面とクリーニングブレードの安定的な摺擦状態が作り出される。それとともに、凹部に対するクリーニングブレードの圧力は相対的に低くなるため、凹部以外の部分に対する圧力が相対的に高くなる。そして、圧力が高くなる凹部以外の中でも、電子写真感光体の表面の効率的なリフレッシュが行われやすい平坦部が多くなるようにすることによって、電子写真感光体の表面に付着した画像流れ原因物質の除去が行われやすくなる。
本発明者らは、このようなメカニズムによって、画像流れの抑制効果が飛躍的に向上していると考えている。
具体的には、電子写真感光体の表面には、深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が設けられる。深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部を、以下「特定凹部」ともいう。
特定凹部は、電子写真感光体の表面の任意の位置において、一辺が500μmの正方形領域(面積が250000μm2)を配置(抽出)したとき、電子写真感光体の表面に次のように設けられる。即ち、その一辺が500μmの正方形領域における特定凹部の面積が10000μm2以上90000μm2以下になるように設けられる。
なお、電子写真感光体の表面が曲面である場合は次のとおりである。例えば、電子写真感光体が円筒状である場合、電子写真感光体の表面(周面)は周方向に曲がった曲面となっている。この場合において「電子写真感光体の表面の任意の位置に一辺500μmの正方形領域を配置」するとは、その曲面を平面に補正した場合に、その平面において正方形になるような領域を電子写真感光体の表面の任意の位置に配置するということを意味する。
また、電子写真感光体の表面には、特定凹部に加えて平坦部が設けられる。そして、平坦部は、電子写真感光体の表面に次のように設けられる。即ち、電子写真感光体の表面の任意の位置に一辺500μmの正方形領域を配置したとき、その一辺500μmの正方形領域における平坦部の面積が80000μm2以上240000μm2以下になるように設けられる。
電子写真感光体の表面の特定凹部や平坦部などは、例えば、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。
レーザー顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡VK−8550、超深度形状測定顕微鏡VK−9000、超深度形状測定顕微鏡VK−9500、VK−X200。(株)菱化システム製の表面形状測定システムSurface Explorer SX−520DR型機。オリンパス(株)製の走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000。レーザーテック(株)製のリアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130。
光学顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX−500、デジタルマイクロスコープVHX−200。オムロン(株)製の3DデジタルマイクロスコープVC−7700。
電子顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製の3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−8800。エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の走査型電子顕微鏡コンベンショナル/Variable Pressure SEM。(株)島津製作所製の走査型電子顕微鏡SUPERSCAN SS−550。
原子力間顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製のナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000。エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の走査型プローブ顕微鏡NanoNaviステーション。(株)島津製作所製の走査型プローブ顕微鏡SPM−9600。
上記一辺500μmの正方形領域の観察や、後述の画像(C)を得るための観察は、特定凹部が判別できる限り、低倍率で行ってもよいし、高倍率で部分的な観察を行った後、ソフトを用いるなどして複数の部分画像を連結するようにしてもよい。
一辺500μmの正方形領域における特定凹部および平坦部の判定(定義)などについて説明する。
まず、電子写真感光体の表面を顕微鏡で拡大観察する。例えば、電子写真感光体が円筒状である場合のように電子写真感光体の表面(周面)が周方向に曲がった曲面となっている場合は、その曲面の断面プロファイルを抽出し、曲線(電子写真感光体が円筒状であれば円弧)をフィッティングする。
図7に、フィッティングの例を示す。図7に示す例は、電子写真感光体が円筒状である場合の例である。図7中、実線の701は電子写真感光体の表面(曲面)の断面プロファイルであり、破線の702は断面プロファイル701にフィッティングした曲線である。その曲線702が直線になるように断面プロファイル701の補正を行い、得られた直線を電子写真感光体の長手方向(周方向に直交する方向)に拡張した面を基準面とする。電子写真感光体が円筒状でない場合も、円筒状である場合と同様にして基準面を得る。
得られた基準面の0.2μm下方に位置し、基準面に平行な面を第二基準面とし、基準面の0.2μm上方に位置し、基準面に平行な面を第三基準面とする。上記一辺500μmの正方形領域のうち、第二基準面と第三基準面に挟まれる部分を当該正方形領域における平坦部とする。第三基準面よりも上に位置する部分を当該正方形領域における凸部とする。第二基準面よりも下に位置する部分を当該正方形領域における凹部とする。
第二基準面から凹部の最低点までの距離を凹部の深さとする。第二基準面による凹部の断面を凹部の開口部とし、開口部を横切る線分のうち、最も長い線分の長さを凹部の開口部の最長径とする。
このようにして求めた深さが0.5μm以上5μm以下の範囲にあり、開口部の最長径が20μm以上80μm以下の範囲にあるものが、凹部の中でも上記特定凹部に該当する。本例における特定凹部の深さは、1μm以上5μm以下の範囲にあることが好ましい。また、凹部の開口部を挟む2本の平行線の距離が最も短くなるときの距離を凹部の開口部の最短径とする。本例における特定凹部の開口部の最短径は、20μm以上80μm以下の範囲にあることが好ましい。
図1の(A)および(B)に、基準面101、平坦部(第二基準面102と第三基準面103に挟まれる部分)、凹部104(特定凹部)、凸部105などの関係を模式的に示す。図1の(A)および(B)は、上記補正後の断面プロファイルである。
図2(A)〜(G)に、特定凹部の開口部の形状(特定凹部を上から見たときの形状)の例を示す。また、図3(A)〜(G)に、特定凹部の断面形状の例を示す。
特定凹部の開口部の形状としては、例えば、図2(A)〜(G)に示すような、円、楕円、正方形、長方形、三角形、四角形、六角形などが挙げられる。また、特定凹部の断面形状としては、例えば、図3(A)〜(G)に示すような、三角形、四角形、多角形などのエッジを有するものや、連続した曲線からなる波型や、三角形、四角形、多角形のエッジの一部または全部を曲線に変形したものなどが挙げられる。
電子写真感光体の表面に設けられる複数の特定凹部は、すべてが同一の形状、開口部の最長径、深さであってもよいし、異なる形状、開口部の最長径、深さのものが混在していてもよい。
上記特定凹部は、電子写真感光体の表面の全域に形成されていてもよいし、電子写真感光体の表面の一部分に形成されていてもよい。特定凹部が電子写真感光体の表面の一部分に形成されている場合は、少なくともクリーニング部材との接触領域の全域には特定凹部が形成されていることが好ましい。
また、電子写真感光体の表面に設けられる平坦部は、画像流れ原因物質の除去性を高める観点から、ある程度の大きさを持っていることが好ましく、狭小な平坦部(狭小部分)は少ないことが好ましい。具体的には、電子写真感光体の表面の任意の位置に配置される一辺500μmの正方形領域における平坦部のうち、一辺10μmの正方形領域を配置することができない狭小部分の面積の割合が次のようであることが好ましい。即ち、当該一辺500μmの正方形領域における平坦部の全面積に対して30%以下であることが好ましい。ただし、狭小部分の面積が30%以上であっても、本例での効果は得られる。
図10は、狭小部分を説明するための図である。図10は、電子写真感光体の表面の一部を上から見たときの形状の例を示している。図10では、説明のしやすさのため、特定凹部でない部分がすべて平坦部である場合を例として挙げている。
図10中、1001は電子写真感光体の表面の特定凹部であり、1002は電子写真感光体の表面の平坦部に配置された一辺10μmの正方形領域であり、1003は狭小部分(図中の黒く塗り潰している部分)である。正方形領域1002は、図中の破線の正方形で示すように、平坦部においてどのような向きに配置してもよい。平坦部において正方形領域1002をどのような向きにしても配置することができない部分が、平坦部における狭小部分1003となる。
<画質低下の抑制>
次に、画質低下を抑制する項目である特徴4について説明する。本発明者らが検討した結果、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設けることで画質が低下してしまう場合があった。この理由は、凹部が、凹部でない部分と比べて、電子写真特性が劣る傾向にあるためである。電子写真特性とは、帯電能、潜像再現性、現像効率あるいは転写効率である。凹部の電子写真特性が劣ると、画像データのうち電子写真感光体の凹部に作像される部分が忠実に再現できない。その結果、凹部の配置に応じて出力画像に濃淡が生じ、画像の粒状性(がさつき)が低下してしまう。
さらに、階調を表現する方法としてドットで形成される擬似中間調処理を用いる場合には、粒状性(がさつき)の低下に加えて、モアレも発生してしまう。粒状性(がさつき)の低下とモアレは以下のメカニズムによって発生する。
まず、中間調は、疑似中間調処理によってスクリーンと呼ばれる小さなドットの集合で構成される画像データに変換される。スクリーンを作像する際、凹部と重なっている部分は忠実に再現されないため、ドットが欠けてしまう。ドットが欠ける度合いは、凹部とドットの重なり度合いによるため、ドット欠けは一様ではなく、ばらつく。このとき、ドット欠けのばらつきが大きいと粒状性が低下してしまう。さらに、スクリーンパターンと凹部配置の関係によっては、ドット欠けのばらつきが周期的に現れる。その結果、出力画像に周期的な濃淡変化、すなわちモアレが生じてしまう。
本発明者らの検討の結果、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を利用する場合、凹部を特定の基準を満たすように配置することで、画質低下を抑制できることが分かった。画質低下とは粒状性(がさつき)とモアレである。これらの概略について説明する。
まず、粒状性(がさつき)の低下について説明する。電子写真装置では一般的に、階調を表現する手法として疑似中間調処理が用いられる。疑似中間調処理とは、グレースケールを白と黒の2色だけを用いて画素の数や画素の集まり具合を制御して表現する方法である。当然、カラーにも利用できる。
疑似中間調処理のパターン(スクリーン)は、平行線や波線、砂目など各種存在するが、中でも小さなドットの集合で表わす方法が主流である。ドットで形成される疑似中間調処理には、規則的なドット配置で、ドットのサイズや密度を変えて濃淡を表現するAMスクリーニングと、ドット径を固定して不規則なドット配置を行い、ドット密度を変えて濃淡を表現するFMスクリーニングがある。以下の説明はAMスクリーニングについて行うが、本例での疑似中間調処理は、AMスクリーニング、FMスクリーニングのいずれであってもよい。
図11の(a)はAMスクリーニングによるスクリーンを拡大したものの一例である。一方で、電子写真感光体の表面は、凹部のサイズや配置に関してさまざまに設計できる。凹部の開口部を黒色で、凹部以外の部分を白色で表現した図の例を、図11の(b)、(c)に示す。(b)は開口部が正方形で、凹部開口サイズがドットサイズに近い凹部を不規則に配置したものである。(c)は開口部が正方形で、凹部開口サイズがドットサイズに対して小さい凹部を不規則に配置したものである。(b)、(c)は説明のための例であり、これに限定されるものではない。
凹部は電子写真特性が低下する傾向にあり、場合によっては、凹部は画像形成されない。つまり、上述のスクリーンのドットが凹部上に形成される場合、ドットが欠けてしまう。(b)、(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合、出力画像は(d)、(e)となると想定される。各ドットは凹部との重なりの度合いに応じて欠けており、(e)よりも(d)の方がドット欠けのばらつきが大きいことが分かる。
ここではスクリーンを拡大して示しているが、実際には疑似中間調処理は目の錯覚を利用するものであり、人間の目では認識できないドットサイズで用いられる。(f)、(g)に、(d)、(e)をある程度縮小した画像を示す。ドット欠けのばらつきが大きい(f)の方が、濃淡のばらつきが大きく、粒状性(がさつき)が低下していることが分かる。
次に、モアレについて説明する。上述の粒状性(がさつき)の低下の例では、規則的なスクリーンと不規則な凹部配置の組み合わせで粒状性(がさつき)が低下している。一方、規則的なスクリーンと規則的な凹部配置の組み合わせの場合、パターン間で干渉が起こり、ドット欠けのばらつき(濃淡)が周期的に現れるため、いわゆるモアレ(干渉縞)が発生する。
規則的なスクリーンの例として、図12の(a)に、正方配置で、露光光の主走査方向(この図では水平方向)を0°としたときの正方配置の角度が45°のスクリーンを示す。規則的な凹部配置の例として、開口部形状が円形で、配列が正方配置である(b)、(c)を示す。(b)は正方配置の角度が41.2°、(c)は26.6°である。(b)、(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合、出力画像は(d)、(e)となる。微視的にみると、(d)、(e)ともに干渉が起きており、ドット欠けのばらつきが周期的に現れている。
ところが、(d)、(e)を巨視的に見ると、(d)の方が周期的な濃淡が目立つ。これは、濃淡の周期が長いほど、視覚の解像力が高いためである。逆に、(e)のように濃淡の周期がごく短くなると、人間の目にはモアレとして視認されなくなる。
また、干渉は、凹部配置がスクリーンの線数や角度に近い方が、周期が長く、つまり低波数となる特性がある。(b)、(c)の凹部配置においては、(c)の角度26.6°よりも、(b)の角度41.2°の方が、(a)のスクリーン角度45°に近い。
結果、(e)よりも(d)の方が干渉の周期が長く、つまり低波数であるため、視認されやすいのである。よって、画質の課題となるのは、低波数モアレである。
以上のように、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設ける技術には、画質の低下、すなわち粒状性低下とモアレの課題がある。
<画質低下指数>
画質低下指数(f)の算出方法である演算処理(1)〜(3)について詳細に説明する。
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
この処理は、想定される出力画像を、画処理によって疑似的に作成する処理である。ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)とは、例えば図11の(a)、図12の(a)である。スクリーンから該複数の凹部と重複する部分を削除した画像(C)とは、例えば図11の(d)、(e)、図12の(d)、(e)である。
上述のとおり、凹部は非凹部と比べて電子写真特性が劣る傾向にあり、画像が欠けてしまう。電子写真特性とは帯電能、潜像再現性、現像効率あるいは転写効率である。凹部は、非凹部に比べて感光層の膜厚が薄く静電容量が大きい、あるいは帯電部材との接触が不十分となるため、帯電能が低下する場合がある。また、凹部は、非凹部に比べて感光層の膜厚が薄く感度が低下する、あるいは凹部形状によって露光光が屈折してしまうことで潜像再現性が低下する場合がある。
また、凹部は、転写部材や、現像部材に担持されたトナーとの接触が不十分となるため、転写効率や現像効率が低下する場合がある。凹部の電子写真特性は、感光層、凹部のサイズ、トナー、電子写真プロセス、あるいは周囲の環境に依存するため、必ず低下するものではない。
しなしながら、本例での目的は、いかなる条件下であっても凹部による画質低下が抑制された電子写真装置を提供することであるため、画質低下指数(f)の算出においては、画像データのうち凹部に作像される部分は、印字されないものとして扱う。
スクリーンパターン(B)は、電子写真装置でグレースケールを出力する際に、電子写真装置に設定されている疑似中間調処理アルゴリズムによって生成される。よって、グレースケールの濃度と疑似中間調処理アルゴリズムから、スクリーンパターン(B)を得ることができる。あるいは、Adobe社Photoshop(登録商標)などを利用して、濃度、解像度、ドット形状、線数を設定することでスクリーンパターン(B)を得ることができる。
なお、PWM(パルス幅変調)等を用いた多値疑似中間調処理を使用する電子写真装置であれば、多値情報のうちの半値(50%)の閾値で2値化して、スクリーンパターン(B)とすることができる。
また、スクリーンパターン(B)は、感光体上に形成されたトナー像を観察して得ることもできる。具体的には、表面に凹形状を有さない感光体を用いて画像出力を行い、出力中に電子写真装置の電源を切るなどして、感光体上にトナー像がある状態で止める。これにより、感光体上に画質低下の無いトナー像が得られる。この感光体上のトナー像を上述のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡などの顕微鏡で観察することでスクリーンパターン(B)の顕微鏡写真が得られる。
引き続き、得られた顕微鏡写真に対して画処理を行い、2値化された画像データを生成する。2値化された画像データを生成する方法はいかなる方法を用いてもよい。例えば、得られた顕微鏡写真について、以下の2値化処理を行うことで得られる。
・感光体が円筒体の場合は曲率成分を補正(上述の図7によるフィッティングと同様)
・メディアンフィルタでエッジは残しつつノイズ成分を除去
・最小輝度(トナー像)、最大輝度(感光体)の差分の50%閾値で2値化
・微小面積部を除去(微小トナー等の微粒子除去)
・トナー像で囲まれた部分を塗りつぶし(穴埋め)
このような画像処理演算は、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)などを用いて行うことができる。
感光体上の複数の凹部の配置(A)も、上述のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡による観察および2値化処理によって得られる。2値化処理は、スクリーンパターン(B)で用いた画処理と同様の方法で行うことができる。ただし、特定凹部は第二基準面以下の部分であるため、立体情報を得られる顕微鏡にて決定した特定凹部の開口形状を反映する必要がある。あるいは、立体情報を得られる顕微鏡に付属の解析ソフトを利用することで、得られた顕微鏡写真を直接、第二基準面の上下で2値化することもできる。
また、感光体の表面に凹部を形成する方法が、後述する凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接する方法である場合、モールドの凸部の外周形状と感光体表面の凹部の開口形状が同一形状となるように凹部を形成することができる。そのため、モールドの観察、あるいはモールドを設計した際の電子データをもって、凹部の配置としてもよい。
また、凹部を形成する方法が、後述するレーザー光照射である場合も、凹部の開口形状はマスクの開口形状と同一形状となるように凹部を形成することができる。そのため、レーザーマスクの観察、あるいはマスクを設計した際の電子データをもって、凹部の配置としてもよい。
画像(C)の形状、すなわち感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得形状は、特定の方向に発生するモアレを正しく評価するために、なるべく全方位の寄与が等しい形状が好ましく、正方形や円が好ましい。
画像(C)の面積、すなわち(A)および(B)の取得面積は、後述するドット面積の標準偏差(σ)の信頼性の観点から、スクリーンパターン(B)のドットが400個以上となる面積が好ましい。また、画質の評価を正しく行うために、人間の視覚特性から適切な面積を選択する。例えば、図13に示す、波数(線数)に対する視覚の解像力を表すVTF関数(視覚の空間周波数特性)から決定できる。図13は観察距離300mmのVTF関数であり、縦軸が視覚感度、横軸が波数(線数)を示している。
図13では、波数(横軸)が1(lpi)程度のときの視覚感度(縦軸)が十分に低く、つまり、濃淡変化が1(lpi)よりも長い周期で発生していても、人間の目には見えないことを示している。よって、取得面積を、25.4mmを一辺とする正方形領域とすることができる。
または、ISO13660に示された画質属性とその測定方法に従い、21.2mmを一辺とする正方形領域とすることができる。あるいは、後述するドット面積の標準偏差(σ)が取得面積に依存しなくなる面積以上とすることができる。例えば、(A)および(B)のパターンが均質であれば、取得面積が小さくとも、ドット面積の標準偏差(σ)は取得面積に依存しない。よって、取得面積は、(A)および(B)のパターンに応じて適切に設定できる。
実施形態においては、(σ)が取得面積に依存しなくなる面積を検証する。そして、感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得範囲を10.84mmの正方形領域とした(10.84mm=2400dpiで1024ドット相当)。ただし、言うまでもなく、本例での(A)および(B)の範囲は上述の観点で適切に設定されていれば良く、10.84mmの正方形領域でなくともよい。
感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得範囲が広範囲である場合、上述の顕微鏡群の画像連結機能が有効である。あるいはCCDカメラで広域の撮影が可能なレボックス(株)社製 GX−700を利用して取得してもよい。図17にGX−700にて取得した、凹部を有する電子写真感光体表面の写真を示す。このCCD写真を2値化処理して複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)とすることができる。複数の凹部の配置(A)の場合は、上述の顕微鏡群で特定凹部の形状を把握し、2値化画像に反映するのが好ましい。
また、ドットで形成される疑似中間調処理によって生成されるスクリーンパターン(B)を顕微鏡観察にて取得する場合、AMスクリーニングであれば、次のようにすることもできる。即ち、一部分の顕微鏡観察の結果をもとに、市販のソフトを用いて、大面積の2値化された画像データを生成することもできる。一部分の顕微鏡写真取得および2値化処理後、ドット径から解像度を決定できる。さらに、像露光の主走査方向と副走査方向について、隣り合う最短ドット間隔を測定し、計算によって角度と線数を決定できる。一例として表1に、解像度2400dpiの正方配置の場合について示す。
例えば、2値化画像から測定される隣り合う最短ドット間隔が、主走査2ドット分、副走査9ドット分であるとき、ドット周期は主走査3周期、副走査10周期であると言える。表1にて主走査3周期、副走査10周期の交点を見ると、スクリーン角度73.3°、線数230(lpi)と分かる。このようにして解像度、角度、線数が把握できれば、Adobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いて、大面積の2値化された画像データを生成することができる。
感光体上の複数の凹部の配置(A)についても、AMスクリーニングのごとく配列している場合には、同様の手法を用いることができる。以上のようにして生成した2値化された画像データを用いて、画質低下指数(f)を算出してもかまわない。
なお、上記いずれの手段においても、感光体の複数の凹部の配置(A)を把握する場合は、特定凹部の開口形状について図1で説明した基準に従って決定する。
2値画像である画像(C)について粒子解析を行い、画像(C)の全ドットについて個々の面積を把握する。粒子解析は、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)など市販のソフト行うことができる。このデータを元に、ドット面積の平均値SM、およびドット面積の標準偏差(σ)を算出する。
ドット面積の平均値SMは、ドット面積Siの総和を全ドットの個数nで割った算術平均(値)であり、式(2)で求められる。
ドット面積の標準偏差(σ)は、あるドットの面積をSi、全ドットの個数をnとしたとき、下記式(3)で導かれる分散(σ2)の平方根であり、ドット面積のばらつき度合いを表す値である。ドット面積の標準偏差(σ)は、値が小さいほどドット面積のばらつきが少なく、画質低下、すなわち粒状性(がさつき)低下およびモアレが抑制されていることを意味する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
ドット面積の標準偏差(σ)は、ドット面積の平均値SMの値に依存するため、ドット径が大きいスクリーンパターン(B)とドット径が小さいスクリーンパターン(B)の画質低下は単純に比較することができない。そこで、規格化のために、ドット面積の標準偏差(σ)をドット面積の平均値SMで除する。
本発明者らが検討した結果、上述のドット欠けのばらつきの低下度合いを数値化した画質低下指数(f)が14%以下となるように凹部の配置を行うことで、画質の低下を抑制できることが分かった。画質低下指数(f)が14%以下であることは、ドット欠けのばらつきが小さく、粒状性低下やモアレが抑制されていることを意味する。
<電子写真感光体の表面の凹部の配置>
画質低下指数(f)が14%以下となる凹部配置は、画像流れを抑制する項目である特徴1〜3を満たす限り、制限されない。別途、凹部配置ではなく、疑似中間調処理をFMスクリーニングとすることで画質低下を抑制する方法もあるが、FMスクリーニング自体、がさつきが低下する傾向にある。そのため、電子写真装置では一般的に、要求画質に応じてAMスクリーニングとFMスクリーニングを使い分けて利用される。
AMスクリーニングに対して画質低下指数を低減する凹部配置を行うには、例えば、凹部の開口径を複数種混在させる方法が挙げられる。また、凹部の開口径、あるいは凹部の密度を、スクリーンパターン(B)のドット径に比べてはるかに大きく、あるいは小さくする方法が挙げられる。ただし、凹部の開口径や凹部の密度は、もうひとつの効果である画像流れ抑制のために適切な範囲があり、またAMスクリーニングのパターンも、濃度や解像度によってドット径や密度が変わるため、設計の自由度が狭くなりがちである。凹部配置の設計には、下記に挙げる2つ方法が効率的である。
ひとつは、凹部を規則的に配置し、出力しようとするドットで形成された疑似中間調処理によるAMスクリーニングパターンに対して、凹部配置の配列の向きを最適化する方法である。凹部を規則的に配置する場合は、粒状性(がさつき)は低下しにくいものの、低波数モアレが発生しやすい。低波数モアレは、凹部配置が、擬似中間調処理のパターンの線数や角度に近いと発生しやすいため、凹部配置の配列の角度とスクリーンパターンの角度が、できるだけ直交に近づくように配置することで、画質低下指数(f)を低くすることができる。
もうひとつは、凹部を不規則に配置する方法である。凹部を規則的に配置する場合、例えばタンデム機においては、色ごとにAMスクリーニングパターンの角度が異なるため、各色に応じて凹部配置設計を行う必要があり、設計の自由度が狭まってしまう。一方で、凹部配置を不規則に配置すれば、どのようなAMスクリーニングパターンの角度であっても、画質低下指数(f)を低くすることができる。ただし、凹部を規則的に配置する場合と比べて、粒状性(がさつき)が低下する傾向にあるため、凹部の開口径や密度と合わせて設計することが好ましい。
感光体表面の凹部を不規則に配置する手段としては、画質低下指数(f)を低くできる設計できればいかなる方法を用いてもよい。特に、感光体の表面に凹部を形成する方法が、凹部配置を意図的に制御できる方法である場合は、その設計に、疑似中間調処理の一つであるFMスクリーニングの手法を適用することができる。凹部配置を意図的に制御できる方法とは、後述する凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接する方法やレーザー光照射による凹部の形成方法である。
FMスクリーニングは、ドット径を固定して、不規則なドット配置を行い、ドット密度を変化させることで階調を表現する疑似中間調処理であり、オフセット印刷機や電子写真方式のプリンター、インクジェット方式等々多くの画像形成装置に採用されている。このFMスクリーニングの不規則なドット配置を生成するランダム化アルゴリズムを用いて、不規則な凹部配置を設計することができる。ランダム化アルゴリズムは各種開発されており、画質低下指数(f)が低くなるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。
実施形態では、もっとも一般的なFMスクリーニングである誤差拡散のうち、Floyd−Steinberg法を用いた。Floyd−Steinberg法は、画像データの注目画素の信号値と、注目画素を2値化した際の信号値との差分(誤差)を近隣画素に配分する方法である。
図14の(a)にその一例を示す。この図では、注目画素の右隣の画素の信号値に、注目画素の誤差のうち7/16を足す。右下、下、左下の画素にも図に記載の割合で注目画素の誤差を分配していく。その他の画素は、この分配結果を反映し、順次2値化を行う。その結果、(b)のような非周期特性のパターンを発生することができる。このとき、画素のサイズ、分配の割合、分配する画素の数を変えることで、任意の凹部開口サイズ、凹部密度、凹部配置を設計することが可能である。
<電子写真感光体の表面に凹部を形成する方法>
凹部の形成方法としては、上記の凹部に係る要件を満たしうる方法であれば、特に制限されない。例えば、パルス幅が100ns(ナノ秒)以下である出力特性を有するレーザー光照射による電子写真感光体の表面の形成方法、所定の形状を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し形状転写を行なう方法が挙げられる。
パルス幅が100ns(ナノ秒)以下である出力特性を有するレーザー光照射による凹部の形成方法について説明する。
この方法で用いるレーザーの具体的な例としては、ArF、KrF、XeFまたはXeClのようなガスをレーザー媒質とするエキシマレーザーあるいはチタンサファイアを媒質とするフェムト秒レーザーが挙げられる。さらに、上記、レーザー照射における、レーザー光の波長は、1,000nm以下であることが好ましい。
上記エキシマレーザーは、以下の工程で放出されるレーザー光である。まず、Ar、KrまたはXeのような希ガスと、FあるいはClのようなハロゲンガスとの混合気体に、放電、電子ビームまたはX線のような高エネルギーを与えて、上記の元素を励起して結合させる。その後、基底状態に落ちることで解離する際、エキシマレーザー光が放出される。上記、エキシマレーザーにおいて用いるガスとしては、ArF、KrF、XeClまたはXeFが挙げられるが、いずれを用いてもよい。特には、KrFあるいはArFが好ましい。
凹部の形成方法としては、図15の(a)に示すような、レーザー光遮断部2601とレーザー光透過部2602とを適宣配列したマスクを使用する。マスクを透過したレーザー光のみがレンズで集光され、被加工物に照射されることにより、所望の形状と配列を有する凹部の形成が可能となる。一定面積内の多数の凹部を、その形状、面積に関わらず瞬時に同時に加工できるため、工程は短時間で行うことが出来る。マスクを用いたレーザー照射により、1回照射当たり数mm2から数cm2が加工される。
レーザー加工においては、図15の(b)に示すように、まず、ワーク回転用モーター2702によりワークである電子写真感光体2704を自転させる。自転させながら、ワーク移動装置2703によりレーザー発振部2701のレーザー照射位置を電子写真感光体2704の軸方向上にずらしていくことにより、電子写真感光体2704の表面全域に効率良く凹部を形成することができる。凹部の深さは、レーザー光の照射時間や照射回数などによって、所望の範囲内に調整が可能である。このような構成によれば、凹部の大きさ、形状、配列の制御性が高く、高精度且つ自由度の高い粗面加工が実現できる。
次に、形成するべき凹部に対応した凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し、形状転写を行なう凹部の形成方法について説明する。図4に、電子写真感光体の表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す。
図4に示す圧接形状転写加工装置によれば、被加工物である電子写真感光体401を回転させながら、その表面(周面)に連続的にモールド402を接触させ、加圧することにより、電子写真感光体401の表面に凹部や平坦部を形成することができる。
加圧部材403の材質としては、例えば、金属、金属酸化物、プラスチック、ガラスが挙げられる。これらの中でも、機械的強度、寸法精度、耐久性の観点から、ステンレス鋼(SUS)が好ましい。加圧部材403は、その上面にモールドが設置される。また、下面側の支持部材(不図示)および加圧システム(不図示)により、支持部材404に支持された電子写真感光体401の表面に、モールド402を所定の圧力で接触させることができる。また、支持部材404を加圧部材403に対して所定の圧力で押し付けてもよいし、支持部材404および加圧部材403を互いに押し付けてもよい。
図4に示す例は、加圧部材403を移動させることにより、電子写真感光体401が従動または駆動回転しながら、その表面を連続的に加工する例である。さらに、加圧部材403を固定し、支持部材404を移動させることにより、または、支持部材404および加圧部材403の両者を移動させることにより、電子写真感光体401の表面を連続的に加工することもできる。なお、形状転写を効率的に行う観点から、モールド402や電子写真感光体401を加熱することが好ましい。
モールドとしては、例えば、微細な表面加工された金属や樹脂フィルムや、シリコンウエハーの表面にレジストによりパターニングをしたものが挙げられる。また、微粒子が分散された樹脂フィルムや、微細な表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングを施したものが挙げられる。また、電子写真感光体に押し付けられる圧力を均一にする観点から、モールドと加圧部材との間に弾性体を設置することが好ましい。
<電子写真感光体の構成>
本例の電子写真感光体は、支持体および支持体上に形成された感光層を有する。電子写真感光体の形状としては、例えば、円筒状、ベルト(エンドレスベルト)状、シート状が挙げられる。
感光層は、電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型感光層であってもよいし、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離した積層型(機能分離型)感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、積層型感光層が好ましい。また、積層型感光層は、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層した順層型感光層であってもよいし、支持体側から電荷輸送層、電荷発生層の順に積層した逆層型感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、順層型感光層が好ましい。また、電荷発生層を積層構成としてもよいし、電荷輸送層を積層構成としてもよい。
支持体としては、導電性を示すもの(導電性支持体)であることが好ましい。支持体の材質としては、例えば、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウム、クロム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属(合金)が挙げられる。また、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金を用いて真空蒸着によって形成した被膜を有する金属製支持体やプラスチック製支持体を用いることもできる。
また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子などの導電性粒子をプラスチックや紙に含浸してなる支持体や、導電性結着樹脂製の支持体を用いることもできる。
支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制を目的として、例えば、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理を施してもよい。
支持体と、後述の下引き層または感光層(電荷発生層、電荷輸送層)との間には、例えば、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制や、支持体の傷の被覆を目的として、導電層を設けてもよい。導電層は、例えば、カーボンブラック、導電性顔料、抵抗調節顔料を結着樹脂とともに溶剤に分散処理することによって得られる導電層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、導電層用塗布液には、例えば、加熱、紫外線照射、放射線照射により硬化重合する化合物を添加してもよい。例えば、導電性顔料や抵抗調節顔料を分散させてなる導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
導電層に用いられる結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸コポリマー、エポキシ樹脂、カゼイン樹脂、シリコーン樹脂、ゼラチン樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。また、ブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。
また、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリフェニレンオキサイドが挙げられる。ポリフッ化ビニル、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アガロース樹脂、セルロース樹脂が挙げられる。
導電性顔料および抵抗調節顔料としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀、ステンレスなどの金属(合金)の粒子や、これらをプラスチックの粒子の表面に蒸着したものが挙げられる。また、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズがドープされている酸化インジウム、アンチモンやタンタルがドープされている酸化スズなどの金属酸化物の粒子を用いることもできる。
これらは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合は、混合するだけでもよいし、固溶体や融着の形にしてもよい。さらに、導電性顔料および抵抗調節顔料には、表面処理を施すことができる。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤が用いられる。
さらに、光散乱を目的として、シリコーン樹脂微粒子やアクリル樹脂微粒子などの粒子を添加してもよい。また、レベリング剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、整流性材料等の添加剤を含有させても良い。
導電層の膜厚は、0.2μm以上40μm以下であることが好ましく、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、5μm以上30μm以下であることがより好ましい。
支持体または導電層と感光層(電荷発生層、電荷輸送層)との間には、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護などを目的として、下引き層(中間層)を設けてもよい。下引き層の構成材料は、機能を満たす限り特に制限されない。例えば、樹脂単体で構成されてもよいし、樹脂と金属酸化物の混合物で構成されてもよい。
樹脂単体で構成される下引き層は、樹脂(結着樹脂)を溶剤に溶解させることによって得られる下引き層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
樹脂単体で構成される下引き層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体が挙げられる。また、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、にかわ、ゼラチンが挙げられる。
樹脂単体で構成される下引き層の膜厚は、0.05μm以上7μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層は、金属酸化物粒子を結着樹脂とともに溶剤に分散処理することによって得られる下引き層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に含有される金属酸化物粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種を含有する粒子であることが好ましい。上記の金属酸化物を含有する粒子の中でも、酸化亜鉛を含有する粒子がより好ましい。
金属酸化物粒子は、支持体から感光層側への電荷注入による黒点状の画像不良を抑制するため、金属酸化物粒子の表面がシランカップリング剤などの表面処理剤で処理されている粒子であってもよい。
シランカップリング剤としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、(フェニルアミノメチル)メチルジメトキシシランが挙げられる。N−2−(アミノエチル)−3−アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、N−エチルアミノイソブチルメチルジエトキシシラン、N−メチルアミノプロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。
また、ビニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に含有される樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸コポリマー、エポキシ樹脂、カゼイン樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。ゼラチン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。
また、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂が挙げられる。
これらの中でも、高温高湿環境下での電位変動を抑制する観点から、吸湿性が低い、ウレタン樹脂を用いることが好ましい。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に好適に用いられるウレタン樹脂は、イソシアネート化合物またはブロック化イソシアネート化合物と、ポリオール樹脂との組成物の重合物からなる。
ブロック化イソシアネート化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートをブロック剤でブロックしたものが挙げられる。1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソフォロンジイソシアネート、IPDI)をブロック剤でブロックしたものが挙げられる。ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、HDI−トリメチロールプロパンアダクト体、HDI−イソシアヌレート体、HDI−ビウレット体をブロック剤でブロックしたものが挙げられる。
ブロック化イソシアネート化合物のブロック剤としては、ホルムアルデヒドオキシム、アセトアルドオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトンオキシム、メチルイソブチルケトオキシムなどのオキシム系化合物が挙げられる。メルドラム酸、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−ブチル、酢酸エチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系化合物が挙げられる。
また、ジイソプロピルアミン、ジフェニルアニリン、アニリン、カルバゾールなどのアミン系化合物、エチレンイミン、ポリエチレンイミンなどのイミン系化合物が挙げられる。コハク酸イミド、マレイン酸イミドなどの酸イミド系化合物、マロネート、イミダゾール、ベンズイミダゾール、2−メチルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物が挙げられる。1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物が挙げられる。
また、アセトアニリド、N−メチルアセトアミド、酢酸アミドなどの酸アミド系化合物、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物、尿素、チオ尿素、エチレン尿素などの尿素系化合物が挙げられる。重亜硫酸ソーダなどの亜硫酸塩、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン系化合物、フェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物が挙げられる。
また、ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾールなどのピラゾール系化合物、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノールなどのアルコール系化合物が挙げられる。
また、これらのブロック剤を1種または2種以上を組合せたブロック化イソシアネート化合物であってもよい。ポリオール樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリフェノール樹脂が挙げられる。
金属酸化物粒子と樹脂との含有比率は、電子写真特性やクラック抑制の観点から、金属酸化物粒子:樹脂が2:1〜4:1(質量比)であることが好ましい。
分散方法としては、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層には、例えば、下引き層の表面粗さの調整、または下引き層のひび割れ軽減を目的として、有機樹脂粒子や、レベリング剤をさらに含有させてもよい。有機樹脂粒子としては、シリコーン粒子等の疎水性有機樹脂粒子や、架橋型ポリメタクリレート樹脂(PMMA)粒子等の親水性有機樹脂粒子を用いることができる。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層には、各種添加物を含有させることができる。添加物としては、例えば、アルミニウム粉末及び銅粉末等の金属、カーボンブラック等の導電性物質が挙げられる。キノン化合物、フルオレノン化合物、オキサジアゾール系化合物、ジフェノキノン化合物、アリザリン化合物、ベンゾフェノン化合物等の電子輸送性物質が挙げられる。多環縮合化合物、アゾ化合物等の電子輸送物質が挙げられる。金属キレート化合物、シランカップリング剤等の有機金属化合物が挙げられる。
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層の膜厚は、上記導電層を設ける場合には、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、2μm以上8μm以下であることがより好ましい。上記導電層を設けない場合には、10μm以上40μm以下であることが好ましく、15μm以上25μm以下であることがより好ましい。
感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質だけを溶剤に加えて分散処理した後に樹脂を加えて調製してもよいし、電荷発生物質と樹脂をともに溶剤に加えて分散処理して調製してもよい。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
感光層に用いられる電荷発生物質としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、スクワリリウム色素、チアピリリウム塩、トリフェニルメタン色素、キナクリドン顔料が挙げられる。アズレニウム塩顔料、シアニン染料、アントアントロン顔料、ピラントロン顔料、キサンテン色素、キノンイミン色素、スチリル色素が挙げられる。
これら電荷発生物質は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これらの中でも、感度の観点から、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンが好ましい。さらに、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの中でも、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶が好ましい。
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂が挙げられる。これらの中でも、ブチラール樹脂が好ましい。これらは、単独、混合または共重合体として、1種または2種以上用いることができる。
分散方法としては、例えば、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、アトライターを用いた方法が挙げられる。
電荷発生層における電荷発生物質と結着樹脂との割合は、結着樹脂1質量部に対して電荷発生物質が0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましい。電荷発生層には、必要に応じて、例えば、増感剤、レベリング剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、整流性材料を添加することもできる。電荷発生層の膜厚は、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層上には、電荷輸送層が形成される。電荷輸送層は、電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解させて得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。
感光層に用いられる電荷輸送物質としては、例えば、ピレン化合物、N−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、N,N−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物が挙げられる。トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物、ブタジエン化合物が挙げられる。これら電荷輸送物質は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これら電荷輸送物質の中でも、電荷の移動度の観点から、トリフェニルアミン化合物が好ましい。
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が挙げられる。ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂が挙げられる。
これらの中でも、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピリジン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アガロース樹脂、セルロース樹脂、カゼインなどの絶縁性樹脂が挙げられる。
これらは、単独、混合または共重合体として、1種または2種以上用いることができる。また、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルポレンなどの有機光導電性ポリマーを用いることもできる。また、これらの樹脂の主鎖や側鎖に、電荷輸送機能を有する骨格を導入し、高分子電荷輸送物質とした化合物を用いることもできる。
電荷輸送層には、必要に応じて、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤を添加することもできる。
電荷輸送層における電荷輸送物質と結着樹脂との割合は、結着樹脂1質量部に対して電荷輸送物質が0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
電荷輸送層が1層である場合、その電荷輸送層の膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、8μm以上30μm以下であることがより好ましい。電荷輸送層を積層構成とした場合、支持体側の電荷輸送層の膜厚は、5μm以上30μm以下であることが好ましく、表面側の電荷輸送層の膜厚は、1μm以上10μm以下であることが好ましい。
本例においては、電荷輸送層が電子写真感光体の表面層となる場合、電子写真感光体の耐久性の向上の観点から、電荷輸送層を耐摩耗性に優れた樹脂で構成することが好ましい。
電子写真感光体の耐摩耗性やクリーニング性の向上を目的として、感光層上あるいは電荷輸送層上に保護層を形成し、表面層としてもよい。保護層は、耐摩耗性に優れた樹脂(結着樹脂)を溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
保護層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂が挙げられる。ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマーが挙げられる。
また、保護層は、重合性のモノマーあるいはオリゴマーを溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液の塗膜を形成し、該塗布膜を架橋または重合反応を用いて硬化(重合)させて保護層を形成してもよい。重合性のモノマーあるいはオリゴマーとしては、例えば、アクリロイルオキシ基やスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物や、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、エポキシ基などの逐次重合性官能基を有する化合物が挙げられる。
硬化させる反応としては、例えば、ラジカル重合、イオン重合、熱重合、光重合、放射線重合(電子線重合)、プラズマCVD法、光CVD法が挙げられる。
また、保護層に要求される特性は膜の強度と電荷輸送能力の両立であるため、保護層用塗布液に導電性粒子や電荷輸送物質を添加してもよい。導電性粒子としては、上記導電層に用いられる導電性顔料を用いることができる。電荷輸送物質としては、上述の電荷輸送物質を用いることができる。
さらに、膜の強度と電荷輸送能力の両立の観点から、同一分子内に電荷輸送性構造(好ましくは正孔輸送性構造)および重合性官能基の両方を有する化合物を用いることがより好ましい。電子写真特性維持の観点から、重合性官能基としてはアクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐摩耗性向上の観点から、同一分子内に重合性官能基を2つ以上有する化合物が好ましい。また、同一分子内に電荷輸送性構造および重合性官能基の両方を有する化合物と、上述の電荷輸送物質、結着樹脂、重合性のモノマーあるいはオリゴマーを混合して用いてもよい。
また、電子写真感光体の表面層(電荷輸送層または保護層)には、耐久性改善のためにフィラーを添加することができる。フィラーとしては、フッ素原子含有樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などの有機樹脂粒子や、アルミナ、シリカ、チタニアなどの無機粒子が挙げられる。
また、各種機能改善を目的として添加剤を添加することもできる。添加剤としては、例えば、導電性粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤が挙げられる。
保護層が電荷輸送能力を有する場合、電荷発生層上に1層の電荷輸送層を兼ねた保護層を設けて表面層としてもよい。
保護層の膜厚は、0.1〜30μmであることが好ましく、1〜10μmであることがより好ましい。
感光層が単層型感光層である場合、感光層は上記の電荷発生物質、電荷輸送物質と、電荷発生層、電荷輸送層および保護層に用いられる結着樹脂の群のうち1種または2種以上の結着樹脂を、溶剤に溶解させて得られる単層型感光層用塗布液を塗布する。そして、これを乾燥させることによって形成することができる。
結着樹脂として重合性のモノマーあるいはオリゴマーを用い、溶剤に溶解させて塗布した後に、架橋あるいは重合させてもよい。必要に応じて、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、電子搬送性物質、フィラーを添加してもよい。
上記の単層型感光層、あるいは積層型感光層の各層の塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ハロゲン化炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤が挙げられる。
具体的には、例えば、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、メトキシプロパノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジオキサン、メチラール、テトラヒドロフランが挙げられる。
また、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、四塩化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリンが挙げられる。これらの溶剤は、1種類あるいは2種類以上を混合して用いることができる。
上記各層の塗布液を塗布する方法としては、例えば、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法を用いることができる。また、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法の塗布方法を用いることができる。
<電子写真装置の構成>
図5に本発明に係る電子写真式の画像形成装置の例を示す。図5において、円筒状の電子写真感光体501は、軸502を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。電子写真感光体501の周囲には、電子写真感光体501の表面に静電潜像を形成するための画像形成部が配置されている。
具体的には、感光体501の回転方向に沿って、帯電手段(一次帯電手段)503、露光手段(画像露光手段)が配置されている。詳述すると、感光体501は、帯電手段として機能する帯電ローラにより、所定電位(本例では負極性)に均一に帯電され、その後、原稿の画像情報に基づいて露光手段として機能するレーザー光学系から照射されるレーザー(画像露光光)504を受ける。このようにして、電子写真感光体501の表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
本例では、放電を利用した帯電手段を用いた場合において、効果が特に大きい。電子写真感光体501の表面に形成された静電潜像は、次いで現像手段505内の負帯電特性のトナー(不定形トナーまたは球形トナー)で現像(本例では反転現像)されてトナー像が形成される。このとき、トナーの粒径は3〜10μmが好ましい。
電子写真感光体501の表面に形成されたトナー像が、転写手段(本例では転写ローラ)506からの転写バイアスによって、転写材上に転写されていく。このとき、転写材(シート、記録材)509は、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体501と転写手段506との間(当接部)に電子写真感光体501の回転と同期して取り出されて給送される。このとき、転写性向上の観点から、電子写真感光体501の回転と転写手段の移動速度に速度差を持たせてもよい。
また、転写手段には、トナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧がバイアス電源(不図示)から印加される。また、転写手段506は、2次色以上の画像形成のために、トナー像を電子写真感光体501から中間転写体(不図示)に転写する一次転写と、中間転写体(不図示)から転写材509に転写する二次転写からなる2段構成であってもよい。
トナー像が転写された転写材509は、電子写真感光体の表面から分離されて定着手段508へ搬送されてトナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置外へプリントアウトされる。
トナー像転写後の電子写真感光体501の表面は、電子写真感光体501の表面に接触配置(当接)されたクリーニング部材(本例では感光体にカウンター当接されたブレード)を有するクリーニング手段507によって転写残トナーなどの付着物の除去を受けて清浄面化される。さらに、前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、前露光は必ずしも必要ではない。
電子写真感光体501、帯電手段503、現像手段505およびクリーニング手段507などの作像プロセス機器から選択される構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジ(カートリッジ)PCとして一体に結合して構成してもよい。また、このプロセスカートリッジPCを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置の装置本体に対して着脱自在に構成することができる。
即ち、少なくとも、電子写真感光体501と、該電子写真感光体に接触配置されたクリーニング部材を有するクリーニング手段と507を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジPCとして構成する。そして、このプロセスカートリッジPCを有し、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用する電子写真装置として構成することができる。
露光光504は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合、原稿からの反射光や透過光である。または、センサーで原稿を読み取り、あるいはパソコン等の情報機器で生成された電子データを信号化し、この信号に従って行われる、例えば、レーザービームの走査、LEDアレイや液晶シャッターアレイの駆動により照射される光である。本例の画像形成装置(電子写真装置)は、信号化の際に、階調を表現する手法として少なくともドットで形成される疑似中間調処理を利用する。
本発明に係る電子写真式の画像形成装置は、信号化の際にディザマトリクスを利用して、ドットで形成される擬似中間調処理を生成することができる。図16は、ドット集中型ディザマトリクスの一例である。このディザマトリクスを用いれば、1200dpi、106lpi、45度のドットパターンで256階調を表現できる。具体的には、入力された0〜255で表現された多値画像データと、図16のディザマトリクス内の数値(閾値)とを比較し、閾値よりも大きければ黒を(印字する)、小さければ白(印字しない)と置き換えて2値画像に変換する。
近年の電子写真装置で使われている解像度は600dpi〜2400dpiが主流である。なお、線数は106〜212lpiのものが多い。また、ブラックは視感度が高いため、角度的に視感度が低下する45度にスクリーン角を設定することが多い。実施形態においては、擬似中間調処理としてAMスクリーニングパターンを用い、600dpiでも形成可能な線数106lpiの45度、および212lpiの45度の正方パターン(隣り合うドットの角度が90度)を用いた。
なお、画像形成装置がトナーの色毎に感光体及び画像形成部を備えた画像形成ステーションが設けられる、所謂、タンデム方式の場合、本例の構成が少なくとも1つの画像形成ステーションに採用されていれば良い。例えば、タンデム方式の画像形成装置において、ブラック画像を形成する画像形成ステーションではその感光体内にヒーターを設置し、この画像形成ステーションには本例の構成を採用せず、他の色のトナー画像を形成する画像形成ステーションには本例の構成を採用する画像形成装置であっても構わない。The feature of this example is that it combines the following four items.
Feature 1: The longest diameter (major axis diameter) of the opening of the recess is large
Feature 2: The ratio of the area of the recess is small
Feature 3: Large proportion of flat area
Feature 4: The recesses are arranged to meet specific criteria
Features 1 to 3 are items for suppressing image flow, and feature 4 is an item for suppressing deterioration in image quality. Details will be described below.
<Suppression of image flow>
First, features 1 to 3 that are items for suppressing image flow will be described. In the features 1 to 3 of this example, the feature of the technique described in the above-mentioned WO 05/093518 (International Publication Number) is that the ratio of the area of the flat portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member is large. When a dimple-shaped recess is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member using dry blasting or wet honing, particles are allowed to randomly collide with the surface of the electrophotographic photosensitive member. Of these, the ratio of the area of the flat portion is extremely small.
In addition, regarding the features described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-22578 in the features 1 to 3 of this example, the surface on the surface of the electrophotographic photosensitive member is flat as in the case of the features of WO05 / 093518 (International Publication Number). The ratio of the area of the part is large.
In addition, in the features 1 to 3 of this example, the feature described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233355 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233359 is that the concave portion having a large longest diameter (major axis diameter) is an electron The point provided on the surface of the photographic photosensitive member and the area ratio of the recesses are small.
In this example, the area of the recess means that the surface of the electrophotographic photoreceptor is substantially parallel to the normal direction perpendicular to the surface of the photoreceptor (the radial direction in the case of a cylindrical photoreceptor) from above. It is the area of the recess when it is, and means the area of the opening of the recess. The same applies to flat portions and convex portions.
The results of the study by the present inventors were as follows. A recess having a large longest diameter of the opening (preferably a recess having a large shortest diameter of the opening) is sparsely arranged on the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the area of the flat portion is particularly large among the portions other than the recess. Take. As a result, it has been found that the effect of suppressing image flow is dramatically improved. That is, a sufficient effect can be obtained for an image flow that occurs remarkably in the vicinity of the charging device, or an image flow immediately after startup that is likely to occur when the electrophotographic apparatus is left for several days in a high-temperature and high-humidity environment. all right.
By sparsely arranging the recesses with the longest diameter of the opening, chattering of the cleaning blade is moderately suppressed, and a stable rubbing state between the surface of the electrophotographic photosensitive member and the cleaning blade is created. At the same time, the pressure of the cleaning blade with respect to the recesses is relatively low, so that the pressure with respect to portions other than the recesses is relatively high. In addition to the concave portions where the pressure increases, the image flow causative substance adhering to the surface of the electrophotographic photosensitive member is increased by increasing the number of flat portions on which the surface of the electrophotographic photosensitive member can be efficiently refreshed. It becomes easy to be removed.
The present inventors believe that the image flow suppression effect is dramatically improved by such a mechanism.
Specifically, the surface of the electrophotographic photoreceptor is provided with a plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less. A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are also referred to as “specific recesses”.
The specific concave portion is a square region having a side of 500 μm (area is 250,000 μm) at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member. 2 ) Is provided (extracted) on the surface of the electrophotographic photosensitive member as follows. That is, the area of the specific recess in a square region having a side of 500 μm is 10000 μm. 2 90000μm or more 2 It is provided to be as follows.
In addition, when the surface of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface, it is as follows. For example, when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, the surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface curved in the circumferential direction. In this case, “arranging a square region having a side of 500 μm at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member” means that when the curved surface is corrected to a flat surface, the region that becomes a square in the flat surface is the electrophotographic photosensitive member. It means that it is arranged at an arbitrary position on the surface of.
In addition to the specific recess, a flat portion is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member. The flat portion is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member as follows. That is, when a square region having a side of 500 μm is arranged at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member, the area of the flat portion in the square region having a side of 500 μm is 80000 μm. 2 240,000 μm 2 It is provided to be as follows.
The specific concave portion or flat portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member can be observed using a microscope such as a laser microscope, an optical microscope, an electron microscope, or an atomic force microscope.
As the laser microscope, for example, the following devices can be used. Keyence Corporation ultra-deep shape measurement microscope VK-8550, ultra-deep shape measurement microscope VK-9000, ultra-deep shape measurement microscope VK-9500, VK-X200. Surface shape measuring system Surface Explorer SX-520DR type machine manufactured by Ryoka System Co., Ltd. Scanning confocal laser microscope OLS3000 manufactured by Olympus Corporation. Real color confocal microscope Oplitex C130 manufactured by Lasertec Corporation.
As the optical microscope, for example, the following devices can be used. Keyence Corporation digital microscope VHX-500, digital microscope VHX-200. 3D digital microscope VC-7700 manufactured by OMRON Corporation.
As the electron microscope, for example, the following devices can be used. Keyence 3D Real Surface View Microscope VE-9800, 3D Real Surface View Microscope VE-8800. Scanning electron microscope conventional / variable pressure SEM manufactured by SII Nanotechnology. A scanning electron microscope SUPERSCAN SS-550 manufactured by Shimadzu Corporation.
As the atomic force microscope, for example, the following devices can be used. Nanoscale hybrid microscope VN-8000 manufactured by Keyence Corporation. Scanning probe microscope NanoNavi station manufactured by SII Nanotechnology. Scanning probe microscope SPM-9600 manufactured by Shimadzu Corporation.
The observation of the 500 μm square area and the observation for obtaining the image (C) described below may be performed at a low magnification or after a partial observation at a high magnification as long as the specific concave portion can be identified. A plurality of partial images may be connected using software or the like.
The determination (definition) of the specific recessed portion and the flat portion in a square region having a side of 500 μm will be described.
First, the surface of the electrophotographic photoreceptor is enlarged and observed with a microscope. For example, when the surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface curved in the circumferential direction as in the case where the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, a cross-sectional profile of the curved surface is extracted and a curved line ( If the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, an arc) is fitted.
FIG. 7 shows an example of fitting. The example shown in FIG. 7 is an example when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical. In FIG. 7, a solid line 701 is a cross-sectional profile of the surface (curved surface) of the electrophotographic photosensitive member, and a broken line 702 is a curve fitted to the cross-sectional profile 701. The cross-sectional profile 701 is corrected so that the curve 702 becomes a straight line, and a surface obtained by extending the obtained straight line in the longitudinal direction (direction perpendicular to the circumferential direction) of the electrophotographic photosensitive member is used as a reference surface. Even when the electrophotographic photosensitive member is not cylindrical, the reference surface is obtained in the same manner as when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical.
The surface that is located 0.2 μm below the obtained reference surface and is parallel to the reference surface is the second reference surface, the surface that is 0.2 μm above the reference surface and is parallel to the reference surface is the third reference surface. To do. Of the square region having a side of 500 μm, a portion sandwiched between the second reference surface and the third reference surface is defined as a flat portion in the square region. A portion located above the third reference plane is defined as a convex portion in the square area. A portion located below the second reference plane is defined as a recess in the square area.
The distance from the second reference plane to the lowest point of the recess is defined as the depth of the recess. Let the cross section of the recessed part by a 2nd reference surface be an opening part of a recessed part, and let the length of the longest line segment be the longest diameter of the opening part of a recessed part among the line segments which cross an opening part.
The depth determined in this manner is in the range of 0.5 μm or more and 5 μm or less, and the longest diameter of the opening is in the range of 20 μm or more and 80 μm or less corresponds to the specific recess among the recesses. The depth of the specific recess in this example is preferably in the range of 1 μm to 5 μm. Further, the distance when the distance between the two parallel lines sandwiching the opening of the recess is the shortest is the shortest diameter of the opening of the recess. The shortest diameter of the opening of the specific recess in this example is preferably in the range of 20 μm to 80 μm.
1A and 1B, the relationship between the reference surface 101, the flat portion (the portion sandwiched between the second reference surface 102 and the third reference surface 103), the concave portion 104 (specific concave portion), the convex portion 105, and the like. This is shown schematically. 1A and 1B are cross-sectional profiles after the above correction.
2A to 2G show examples of the shape of the opening of the specific recess (the shape when the specific recess is viewed from above). Moreover, the example of the cross-sectional shape of a specific recessed part is shown to FIG. 3 (A)-(G).
Examples of the shape of the opening of the specific recess include a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a triangle, a quadrangle, and a hexagon as shown in FIGS. Moreover, as a cross-sectional shape of a specific recessed part, as shown to FIG. 3 (A)-(G), what has edges, such as a triangle, a square, a polygon, the waveform which consists of a continuous curve, and a triangle , Quadrilaterals, polygonal edges partially or entirely deformed into curves, and the like.
The plurality of specific recesses provided on the surface of the electrophotographic photoreceptor may all have the same shape, the longest diameter and depth of the opening, or may have different shapes, the longest diameter and depth of the opening. It may be mixed.
The specific recess may be formed on the entire surface of the electrophotographic photosensitive member, or may be formed on a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member. When the specific recess is formed on a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member, it is preferable that the specific recess is formed at least in the entire contact area with the cleaning member.
In addition, the flat portion provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member preferably has a certain size from the viewpoint of enhancing the removability of the substance causing the image flow, and there are few narrow flat portions (narrow portions). Is preferred. Specifically, the ratio of the area of the narrow portion where the 10 μm side square area cannot be arranged among the flat parts in the 500 μm side square area arranged at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member is as follows. It is preferable that it seems. That is, it is preferably 30% or less with respect to the entire area of the flat portion in the square region having a side of 500 μm. However, even if the area of the narrow portion is 30% or more, the effect in this example can be obtained.
FIG. 10 is a diagram for explaining a narrow portion. FIG. 10 shows an example of a shape when a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member is viewed from above. In FIG. 10, for ease of explanation, a case where all the portions that are not specific recesses are flat portions is taken as an example.
In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a specific concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member, 1002 denotes a square region having a side of 10 μm arranged on the flat portion of the surface of the electrophotographic photosensitive member, and 1003 denotes a narrow portion (black in the drawing). The part that is filled). The square region 1002 may be arranged in any direction on the flat portion as indicated by a broken-line square in the drawing. A portion where the square region 1002 cannot be arranged in any direction in the flat portion becomes a narrow portion 1003 in the flat portion.
<Suppression of image quality degradation>
Next, feature 4 which is an item for suppressing image quality deterioration will be described. As a result of investigations by the present inventors, the image quality may be deteriorated by providing a plurality of recesses on the surface of the electrophotographic photosensitive member. The reason for this is that the concave portions tend to have inferior electrophotographic characteristics as compared with portions that are not concave portions. The electrophotographic characteristics are charging ability, latent image reproducibility, development efficiency or transfer efficiency. If the electrophotographic characteristics of the recess are inferior, the portion of the image data that is imaged in the recess of the electrophotographic photosensitive member cannot be faithfully reproduced. As a result, the output image is shaded according to the arrangement of the recesses, and the granularity (roughness) of the image is reduced.
Furthermore, when pseudo halftone processing formed with dots is used as a method of expressing gradations, moire is generated in addition to a decrease in graininess. The decrease in graininess (guzziness) and moire are caused by the following mechanism.
First, the halftone is converted into image data composed of a set of small dots called a screen by pseudo halftone processing. When the screen is imaged, the portion overlapping the concave portion is not faithfully reproduced, so that dots are lost. Since the degree of missing dots depends on the degree of overlap between the recesses and the dots, the missing dots are not uniform and vary. At this time, if the variation in dot missing is large, the graininess is lowered. Furthermore, depending on the relationship between the screen pattern and the arrangement of the recesses, the dot missing variation appears periodically. As a result, periodic shading, that is, moire occurs in the output image.
As a result of the study by the present inventors, when using pseudo halftone processing formed with dots as a method of expressing gradation, it is possible to suppress image quality degradation by arranging the concave portions so as to satisfy a specific standard. I understood. The deterioration in image quality is graininess (guzziness) and moire. An outline of these will be described.
First, a description will be given of a decrease in graininess (guzziness). Generally, an electrophotographic apparatus uses pseudo halftone processing as a technique for expressing gradation. The pseudo halftone processing is a method of expressing the gray scale by using only two colors of white and black to control the number of pixels and how the pixels are gathered. Of course, it can also be used for color.
There are various pseudo-halftone processing patterns (screens) such as parallel lines, wavy lines, and grain, but the method of representing them by a set of small dots is the mainstream. For pseudo halftone processing formed with dots, AM dot screening with regular dot placement and changing the dot size and density to express shading, irregular dot placement with fixed dot diameter, There is FM screening that expresses shading by changing the density. Although the following description will be given for AM screening, the pseudo halftone processing in this example may be either AM screening or FM screening.
FIG. 11A is an example of an enlarged screen by AM screening. On the other hand, the surface of the electrophotographic photoreceptor can be designed in various ways with respect to the size and arrangement of the recesses. FIGS. 11B and 11C show examples in which the opening of the recess is expressed in black and the portion other than the recess is expressed in white. (B) is an irregular arrangement of depressions with square openings and recess opening sizes close to the dot size. (C) is an irregular arrangement of depressions with square openings and small opening sizes with respect to the dot size. (B), (c) is an example for explanation, and is not limited to this.
The concave portion tends to deteriorate the electrophotographic characteristics, and in some cases, the concave portion is not image-formed. That is, when the above-described screen dots are formed on the recesses, the dots are missing. When the screen image of (a) is output using the electrophotographic photosensitive member in which the concave portions of (b) and (c) are arranged, the output images are assumed to be (d) and (e). Each dot is missing depending on the degree of overlap with the recess, and it can be seen that the variation in dot missing is larger in (d) than in (e).
Although the screen is enlarged here, the pseudo halftone process actually uses an optical illusion and is used with a dot size that cannot be recognized by the human eye. (F) and (g) show images obtained by reducing (d) and (e) to some extent. It can be seen that the variation in dot missing (f) is larger, the variation in shading is larger, and the graininess (grid) is reduced.
Next, moire will be described. In the example of the above-described decrease in graininess (gutteriness), the graininess (gutteriness) is reduced by a combination of a regular screen and an irregular recess arrangement. On the other hand, in the case of a combination of a regular screen and a regular recess arrangement, interference occurs between patterns, and dot missing variation (shading) appears periodically, so-called moire (interference fringes) occurs.
As an example of a regular screen, FIG. 12A shows a screen having a square arrangement and a square arrangement angle of 45 ° when the exposure light main scanning direction (horizontal direction in this figure) is 0 °. Show. As an example of the regular recess arrangement, (b) and (c) are shown in which the shape of the opening is circular and the arrangement is a square arrangement. (B) is a square arrangement angle of 41.2 °, and (c) is 26.6 °. When the screen image of (a) is output using the electrophotographic photosensitive member in which the concave portions of (b) and (c) are arranged, the output images are (d) and (e). When viewed microscopically, interference occurs in both (d) and (e), and the variation of dot missing appears periodically.
However, when (d) and (e) are viewed macroscopically, (d) is more prominent in periodic shading. This is because the longer the shade period, the higher the visual resolution. On the other hand, if the period of light and shade becomes very short as shown in (e), it will not be visually recognized as moiré by human eyes.
Further, the interference has a characteristic that the longer the period, that is, the lower the wave number, is when the concave portion is closer to the number of lines and the angle of the screen. In the recess arrangement of (b) and (c), the angle 41.2 ° of (b) is closer to the screen angle 45 ° of (a) than the angle 26.6 ° of (c).
As a result, the period of interference is longer in (d) than in (e), that is, it has a low wavenumber, and is therefore easily visible. Therefore, the problem of image quality is low wave number moire.
As described above, the technique of providing a plurality of concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member has problems of image quality deterioration, that is, graininess reduction and moire.
<Image quality degradation index>
The calculation processes (1) to (3), which are methods for calculating the image quality degradation index (f), will be described in detail.
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed with dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C).
This process is a process of creating a pseudo output image by image processing. The screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots is, for example, (a) in FIG. 11 and (a) in FIG. Images (C) obtained by deleting portions overlapping the plurality of recesses from the screen are, for example, (d) and (e) in FIG. 11 and (d) and (e) in FIG.
As described above, the concave portion tends to have inferior electrophotographic characteristics as compared with the non-concave portion, and the image is missing. The electrophotographic characteristics are charging ability, latent image reproducibility, development efficiency or transfer efficiency. Since the concave portion has a smaller thickness of the photosensitive layer than the non-recessed portion and has a large capacitance, or the contact with the charging member becomes insufficient, the charging ability may be lowered. In addition, the concave portion may have a lower photosensitive film thickness than the non-recessed portion, and the sensitivity may be reduced, or exposure light may be refracted due to the shape of the concave portion, thereby reducing the latent image reproducibility.
In addition, since the concave portion is insufficiently brought into contact with the transfer member and the toner carried on the developing member, the transfer efficiency and the developing efficiency may be lowered. The electrophotographic characteristics of the recesses do not necessarily deteriorate because they depend on the photosensitive layer, the size of the recesses, the toner, the electrophotographic process, or the surrounding environment.
However, an object in this example is to provide an electrophotographic apparatus in which image quality degradation due to the concave portion is suppressed under any conditions. Therefore, in calculating the image quality degradation index (f), image data Of these, the portion formed in the recess is treated as not printed.
The screen pattern (B) is generated by a pseudo halftone processing algorithm set in the electrophotographic apparatus when a gray scale is output by the electrophotographic apparatus. Therefore, the screen pattern (B) can be obtained from the gray scale density and the pseudo halftone processing algorithm. Alternatively, the screen pattern (B) can be obtained by setting the density, resolution, dot shape, and number of lines using Adobe Photoshop (registered trademark) or the like.
Note that in the case of an electrophotographic apparatus using multi-value pseudo halftone processing using PWM (pulse width modulation) or the like, binarization is performed with a half-value (50%) threshold value of multi-value information, and a screen pattern ( B).
The screen pattern (B) can also be obtained by observing a toner image formed on the photoreceptor. Specifically, image output is performed using a photoconductor that does not have a concave shape on the surface, and the electrophotographic apparatus is turned off during output to stop the image with a toner image on the photoconductor. As a result, a toner image without image quality deterioration is obtained on the photoreceptor. A micrograph of the screen pattern (B) can be obtained by observing the toner image on the photoreceptor with a microscope such as the above-mentioned laser microscope or optical microscope.
Subsequently, image processing is performed on the obtained micrograph to generate binarized image data. Any method may be used for generating the binarized image data. For example, the obtained micrograph is obtained by performing the following binarization process.
If the photoconductor is a cylindrical body, the curvature component is corrected (similar to the fitting shown in FIG. 7 above).
-Remove noise components while leaving edges with median filter
-Binarization with 50% threshold of difference between minimum luminance (toner image) and maximum luminance (photoconductor)
・ Removing minute area (removing fine particles such as minute toner)
・ Fill the area surrounded by the toner image (fill hole)
Such an image processing calculation can be performed using particle analysis software (GRADING ANALYSIS) manufactured by Keyence Corporation.
The arrangement (A) of the plurality of recesses on the photoreceptor is also obtained by observation and binarization processing using a microscope such as the above-mentioned laser microscope, optical microscope, electron microscope, and atomic force microscope. The binarization process can be performed by the same method as the image process used in the screen pattern (B). However, since the specific recess is a portion below the second reference plane, it is necessary to reflect the opening shape of the specific recess determined by a microscope capable of obtaining three-dimensional information. Alternatively, by using analysis software attached to a microscope capable of obtaining three-dimensional information, the obtained micrograph can be binarized directly above and below the second reference plane.
In addition, when the method of forming the recesses on the surface of the photoreceptor is a method of pressing a mold having projections, which will be described later, to the surface of the electrophotographic photoreceptor, the outer peripheral shape of the mold protrusions and the recesses on the surface of the photoreceptor The recesses can be formed so that the opening shapes are the same. Therefore, it is good also as arrangement | positioning of a recessed part with the electronic data at the time of mold observation or a mold design.
Also, when the method of forming the recess is laser light irradiation described later, the recess can be formed so that the opening shape of the recess is the same as the opening shape of the mask. Therefore, it is good also as arrangement | positioning of a recessed part with the electronic data at the time of observation of a laser mask, or designing a mask.
The shape of the image (C), that is, the arrangement of the plurality of recesses on the photoconductor (A) and the acquired shape of the screen pattern (B) contribute as much as possible in order to correctly evaluate the moire generated in a specific direction. Are equally preferred, and squares and circles are preferred.
The area of the image (C), that is, the acquired areas of (A) and (B) is 400 dots or more of the screen pattern (B) from the viewpoint of the reliability of the standard deviation (σ) of the dot area described later. Area is preferred. In order to correctly evaluate the image quality, an appropriate area is selected from human visual characteristics. For example, it can be determined from a VTF function (visual spatial frequency characteristic) representing visual resolving power with respect to wave number (line number) shown in FIG. FIG. 13 is a VTF function with an observation distance of 300 mm, in which the vertical axis represents visual sensitivity and the horizontal axis represents wave number (number of lines).
In FIG. 13, the visual sensitivity (vertical axis) when the wave number (horizontal axis) is about 1 (lpi) is sufficiently low, that is, even if the density change occurs at a cycle longer than 1 (lpi), It is invisible to the eyes. Therefore, the acquisition area can be a square region having one side of 25.4 mm.
Alternatively, a square region having a side of 21.2 mm can be formed in accordance with the image quality attribute and the measurement method shown in ISO 13660. Alternatively, the standard deviation (σ) of the dot area, which will be described later, can be greater than or equal to the area that does not depend on the acquisition area. For example, if the patterns (A) and (B) are homogeneous, the standard deviation (σ) of the dot area does not depend on the acquired area even if the acquired area is small. Therefore, the acquisition area can be appropriately set according to the patterns (A) and (B).
In the embodiment, the area where (σ) does not depend on the acquired area is verified. The acquisition range of the plurality of recesses (A) and the screen pattern (B) on the photoconductor was a 10.84 mm square area (corresponding to 1024 dots at 10.84 mm = 2400 dpi). However, it goes without saying that the ranges of (A) and (B) in this example may be set appropriately from the above viewpoint, and may not be a square region of 10.84 mm.
When the arrangement range (A) of the plurality of recesses on the photoconductor and the acquisition range of the screen pattern (B) are wide, the image connection function of the above-described microscope group is effective. Or you may acquire using the GX-700 by Rebox Co., Ltd. which can image | photograph a wide area with a CCD camera. FIG. 17 shows a photograph of the surface of the electrophotographic photosensitive member having recesses, acquired by GX-700. This CCD photograph can be binarized to form a plurality of concave portions (A) and a screen pattern (B). In the case of the arrangement (A) of a plurality of recesses, it is preferable that the shape of the specific recess is grasped by the above-described microscope group and reflected in the binarized image.
Further, when the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots is acquired by microscopic observation, the following can be performed if AM screening is performed. That is, based on the result of partial microscopic observation, commercially available software can be used to generate binarized image data having a large area. After obtaining a micrograph of a part and binarization processing, the resolution can be determined from the dot diameter. Furthermore, in the main scanning direction and the sub-scanning direction of image exposure, the distance between the adjacent shortest dots can be measured and the angle and the number of lines can be determined by calculation. As an example, Table 1 shows a case of a square arrangement with a resolution of 2400 dpi.
For example, when the adjacent shortest dot interval measured from the binarized image is 2 dots for main scanning and 9 dots for sub scanning, it can be said that the dot period is 3 periods for main scanning and 10 periods for sub scanning. When the intersection of 3 main scanning cycles and 10 sub-scanning cycles is seen in Table 1, it can be seen that the screen angle is 73.3 ° and the number of lines is 230 (lpi). If the resolution, angle, and number of lines can be grasped in this way, a large-area binarized image data is generated using the conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome two-tone (halftone screen). can do.
The same method can be used for the arrangement (A) of the plurality of recesses on the photoreceptor when they are arranged as in the AM screening. The image quality degradation index (f) may be calculated using the binarized image data generated as described above.
In any of the above-described means, when grasping the arrangement (A) of the plurality of concave portions of the photosensitive member, the opening shape of the specific concave portion is determined according to the criteria described in FIG.
Particle analysis is performed on the image (C) that is a binary image, and the individual areas of all the dots in the image (C) are grasped. The particle analysis can be performed using commercially available software such as Keyence Corporation particle analysis software (GRADING ANALYSIS). Based on this data, an average value SM of dot areas and a standard deviation (σ) of dot areas are calculated.
The average value SM of the dot areas is the dot area S i Is the arithmetic average (value) obtained by dividing the total sum by the number n of all dots, and is obtained by the equation (2).
The standard deviation (σ) of the dot area indicates the area of a dot as S i When the number of all dots is n, the dispersion (σ 2 ) And is a value representing the degree of variation in dot area. The standard deviation (σ) of the dot area means that the smaller the value, the smaller the dot area variation, and the lower the image quality, that is, the graininess (cracking) and the moire are suppressed.
(3) Obtain the image quality degradation index (f) by the following formula (1).
Since the standard deviation (σ) of the dot area depends on the average value SM of the dot areas, the image quality degradation of the screen pattern (B) having a large dot diameter and the screen pattern (B) having a small dot diameter are simply compared. I can't. Therefore, for standardization, the standard deviation (σ) of the dot area is divided by the average value SM of the dot areas.
As a result of investigations by the present inventors, it is possible to suppress the deterioration of the image quality by arranging the recesses so that the image quality degradation index (f) obtained by quantifying the degree of decrease in the variation of the dot defect described above becomes 14% or less. I understood. When the image quality degradation index (f) is 14% or less, it means that variation in dot missing is small, and graininess degradation and moire are suppressed.
<Arrangement of recesses on the surface of the electrophotographic photoreceptor>
The recess arrangement in which the image quality degradation index (f) is 14% or less is not limited as long as the features 1 to 3 that are items for suppressing image flow are satisfied. Separately, there is a method of suppressing image quality deterioration by using FM halftone processing instead of the concave portion arrangement, but FM screening itself tends to reduce the roughness. Therefore, in electrophotographic apparatuses, AM screening and FM screening are generally used according to the required image quality.
In order to perform the concave arrangement for reducing the image quality degradation index for AM screening, for example, a method of mixing a plurality of types of opening diameters of the concave parts can be mentioned. Further, there is a method in which the opening diameter of the recesses or the density of the recesses is much larger or smaller than the dot diameter of the screen pattern (B). However, the opening diameter of the recesses and the density of the recesses have an appropriate range for image flow suppression, which is another effect, and the AM screening pattern is designed because the dot diameter and density change depending on the density and resolution. Tend to be narrower. The following two methods are effective for designing the recess arrangement.
One is a method of optimizing the direction of the arrangement of the concave portions with respect to the AM screening pattern by the pseudo halftone process formed by regularly arranging the concave portions and the dots to be output. In the case where the concave portions are regularly arranged, the granularity (roughness) is not easily lowered, but low wave number moire is likely to occur. Low wave number moire is likely to occur when the concave portion arrangement is close to the number of lines and angle of the pattern of the pseudo halftone processing, so the arrangement angle of the concave portion arrangement and the screen pattern angle should be arranged as close to orthogonal as possible. Thus, the image quality degradation index (f) can be lowered.
The other is a method of irregularly arranging the recesses. When the concave portions are regularly arranged, for example, in a tandem machine, the angle of the AM screening pattern is different for each color. Therefore, it is necessary to design the concave portion according to each color, and the design freedom is narrowed. On the other hand, if the concave portions are irregularly arranged, the image quality degradation index (f) can be lowered at any AM screening pattern angle. However, since the granularity (roughness) tends to be lower than when the recesses are regularly arranged, it is preferable to design the recesses together with the opening diameter and density.
As a means for irregularly arranging the concave portions on the surface of the photoreceptor, any method may be used as long as the image quality degradation index (f) can be lowered. In particular, when the method of forming the recesses on the surface of the photoconductor is a method that can intentionally control the arrangement of the recesses, an FM screening technique, which is one of pseudo halftone processing, can be applied to the design. it can. The method of intentionally controlling the arrangement of the concave portions includes a method of pressing a mold having a convex portion, which will be described later, against the surface of the electrophotographic photosensitive member, and a method of forming the concave portions by laser light irradiation.
FM screening is a pseudo halftone process in which the dot diameter is fixed, irregular dot arrangement is performed, and gradation is expressed by changing the dot density. The offset printing machine, the electrophotographic printer, and the inkjet method are used. It is used in many image forming apparatuses. An irregular recess arrangement can be designed using a randomizing algorithm that generates an irregular dot arrangement for FM screening. Various randomization algorithms have been developed, and any method may be used as long as the image quality degradation index (f) becomes low.
In the embodiment, the Floyd-Steinberg method is used among error diffusion which is the most general FM screening. The Floyd-Steinberg method distributes a difference (error) between a signal value of a target pixel of image data and a signal value when the target pixel is binarized to neighboring pixels.
An example is shown in FIG. In this figure, 7/16 of the error of the pixel of interest is added to the signal value of the pixel right next to the pixel of interest. The error of the pixel of interest is distributed to the lower right, lower, and lower left pixels at the rate shown in the figure. The other pixels reflect this distribution result and binarize sequentially. As a result, a pattern having a non-periodic characteristic as shown in (b) can be generated. At this time, it is possible to design an arbitrary recess opening size, recess density, and recess arrangement by changing the pixel size, the distribution ratio, and the number of pixels to be distributed.
<Method for forming recesses on the surface of an electrophotographic photoreceptor>
The method for forming the recess is not particularly limited as long as the method can satisfy the requirements for the recess. For example, a method for forming the surface of an electrophotographic photosensitive member by irradiation with laser light having an output characteristic with a pulse width of 100 ns (nanoseconds) or less, and a shape transfer by pressing a mold having a predetermined shape against the surface of the electrophotographic photosensitive member The method of performing is mentioned.
A method of forming a recess by laser light irradiation having an output characteristic with a pulse width of 100 ns (nanoseconds) or less will be described.
Specific examples of the laser used in this method include an excimer laser using a gas such as ArF, KrF, XeF or XeCl as a laser medium or a femtosecond laser using titanium sapphire as a medium. Furthermore, the wavelength of the laser beam in the laser irradiation is preferably 1,000 nm or less.
The excimer laser is laser light emitted in the following steps. First, high energy such as discharge, electron beam or X-ray is applied to a mixed gas of a rare gas such as Ar, Kr or Xe and a halogen gas such as F or Cl to excite the above elements. And combine them. Thereafter, excimer laser light is emitted when dissociating by falling to the ground state. Examples of the gas used in the excimer laser include ArF, KrF, XeCl, and XeF, and any of them may be used. In particular, KrF or ArF is preferable.
As a method for forming the concave portion, a mask in which a laser light blocking portion 2601 and a laser light transmitting portion 2602 are appropriately arranged as shown in FIG. Only laser light that has passed through the mask is condensed by the lens and irradiated onto the workpiece, so that a recess having a desired shape and arrangement can be formed. Since a large number of recesses within a certain area can be processed simultaneously instantly regardless of their shape and area, the process can be performed in a short time. Several mm per irradiation by laser irradiation using a mask 2 To several centimeters 2 Is processed.
In laser processing, as shown in FIG. 15B, first, the electrophotographic photosensitive member 2704 as a work is rotated by a work rotating motor 2702. While rotating, the workpiece moving device 2703 shifts the laser irradiation position of the laser oscillation unit 2701 in the axial direction of the electrophotographic photosensitive member 2704, thereby efficiently forming concave portions over the entire surface of the electrophotographic photosensitive member 2704. Can do. The depth of the concave portion can be adjusted within a desired range depending on the irradiation time and the number of irradiation times of the laser beam. According to such a configuration, it is possible to realize rough surface machining with high controllability of the size, shape, and arrangement of the recesses, and with high accuracy and high flexibility.
Next, a method for forming a recess for transferring a shape by pressing a mold having a protrusion corresponding to the recess to be formed to the surface of the electrophotographic photosensitive member will be described. FIG. 4 shows an example of a press-contact shape transfer processing apparatus for forming concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
According to the press-fitting shape transfer processing apparatus shown in FIG. 4, while rotating the electrophotographic photosensitive member 401 as a workpiece, the mold 402 is continuously brought into contact with the surface (circumferential surface) and pressurized, thereby allowing the electron to move. A concave portion or a flat portion can be formed on the surface of the photoconductor 401.
Examples of the material of the pressure member 403 include metal, metal oxide, plastic, and glass. Among these, stainless steel (SUS) is preferable from the viewpoint of mechanical strength, dimensional accuracy, and durability. The pressure member 403 is provided with a mold on the upper surface thereof. Further, the mold 402 can be brought into contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 supported by the support member 404 with a predetermined pressure by a support member (not shown) on the lower surface side and a pressure system (not shown). Further, the support member 404 may be pressed against the pressure member 403 with a predetermined pressure, or the support member 404 and the pressure member 403 may be pressed against each other.
The example shown in FIG. 4 is an example in which the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 is continuously processed while being driven or driven and rotated by moving the pressing member 403. Further, the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 is continuously processed by fixing the pressure member 403 and moving the support member 404 or by moving both the support member 404 and the pressure member 403. You can also. Note that it is preferable to heat the mold 402 and the electrophotographic photosensitive member 401 from the viewpoint of efficiently performing shape transfer.
Examples of the mold include a fine surface-treated metal and resin film, and a silicon wafer surface patterned with a resist. Moreover, what gave the metal coating to the resin film in which microparticles | fine-particles were disperse | distributed and the resin film which has a fine surface shape is mentioned. Moreover, it is preferable to install an elastic body between the mold and the pressure member from the viewpoint of making the pressure pressed against the electrophotographic photosensitive member uniform.
<Configuration of electrophotographic photoreceptor>
The electrophotographic photoreceptor of this example has a support and a photosensitive layer formed on the support. Examples of the shape of the electrophotographic photosensitive member include a cylindrical shape, a belt (endless belt) shape, and a sheet shape.
The photosensitive layer may be a single-layer type photosensitive layer containing a charge transport material and a charge generation material in the same layer, or a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material. It may be a laminated type (functionally separated type) photosensitive layer separated. From the viewpoint of electrophotographic characteristics, a laminated photosensitive layer is preferred. Further, the laminated photosensitive layer may be a normal photosensitive layer in which the charge generation layer and the charge transport layer are laminated in this order from the support side, or a reverse layer in which the charge transport layer and the charge generation layer are laminated in this order from the support side. Type photosensitive layer. From the viewpoint of electrophotographic characteristics, a normal layer type photosensitive layer is preferred. In addition, the charge generation layer may have a stacked structure, and the charge transport layer may have a stacked structure.
The support is preferably one that exhibits conductivity (conductive support). Examples of the material of the support include metals (alloys) such as iron, copper, gold, silver, aluminum, zinc, titanium, lead, nickel, tin, antimony, indium, chromium, aluminum alloy, and stainless steel. In addition, for example, a metal support or a plastic support having a film formed by vacuum deposition using aluminum, an aluminum alloy, or an indium oxide-tin oxide alloy can be used.
In addition, a support obtained by impregnating plastic or paper with conductive particles such as carbon black, tin oxide particles, titanium oxide particles, and silver particles, or a support made of conductive binder resin can also be used.
The surface of the support may be subjected to, for example, a cutting process, a roughening process, or an alumite process for the purpose of suppressing interference fringes due to scattering of laser light.
Between the support and the undercoat layer or photosensitive layer (charge generation layer, charge transport layer) described later, for example, for the purpose of suppressing interference fringes due to scattering of laser light, and covering scratches on the support, A conductive layer may be provided. The conductive layer is formed, for example, by applying a coating solution for a conductive layer obtained by dispersing carbon black, a conductive pigment, a resistance adjusting pigment in a solvent together with a binder resin, and drying the obtained coating film. can do. Moreover, you may add to the coating liquid for conductive layers the compound which hardens and polymerizes by heating, ultraviolet irradiation, and radiation irradiation, for example. For example, the surface of a conductive layer in which a conductive pigment or a resistance adjusting pigment is dispersed tends to be roughened.
Examples of the binder resin used for the conductive layer include acrylic resin, allyl resin, alkyd resin, ethyl cellulose resin, ethylene-acrylic acid copolymer, epoxy resin, casein resin, silicone resin, gelatin resin, and phenol resin. In addition, a butyral resin, a polyacrylate resin, a polyacetal resin, a polyamideimide resin, a polyamide resin, a polyallyl ether resin, a polyimide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, and a polyethylene resin can be given.
In addition, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl acetal, polystyrene resin, polysulfone resin, polyvinyl alcohol resin, and polyphenylene oxide are exemplified. Examples thereof include polyvinyl fluoride, polybutadiene resin, polypropylene resin, melamine resin, urea resin, agarose resin, and cellulose resin.
Examples of the conductive pigment and the resistance adjusting pigment include particles of metal (alloy) such as aluminum, zinc, copper, chromium, nickel, silver, and stainless steel, and those obtained by vapor deposition on the surface of plastic particles. It is also possible to use metal oxide particles such as zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, tin-doped indium oxide, antimony or tantalum-doped tin oxide. it can.
These may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, they may be mixed, or may be in the form of a solid solution or fusion. Further, the conductive pigment and the resistance adjusting pigment can be subjected to a surface treatment. As the surface treatment agent, for example, a surfactant, a silane coupling agent, or a titanium coupling agent is used.
Furthermore, for the purpose of light scattering, particles such as silicone resin fine particles and acrylic resin fine particles may be added. Moreover, you may contain additives, such as a leveling agent, a dispersing agent, antioxidant, a ultraviolet absorber, a plasticizer, a rectifying material.
The thickness of the conductive layer is preferably 0.2 μm or more and 40 μm or less, more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 30 μm or less.
Between the support or conductive layer and the photosensitive layer (charge generation layer, charge transport layer), improvement of adhesion of the photosensitive layer, improvement of coating property, improvement of charge injection from the support, electrical breakdown of the photosensitive layer For the purpose of protecting the surface, an undercoat layer (intermediate layer) may be provided. The constituent material of the undercoat layer is not particularly limited as long as it satisfies the function. For example, it may be composed of a single resin or a mixture of a resin and a metal oxide.
The undercoat layer composed of a single resin can be formed by applying an undercoat layer coating solution obtained by dissolving a resin (binder resin) in a solvent, and drying the resulting coating film. it can.
Examples of the resin used for the undercoat layer composed of a single resin include polyvinyl alcohol, poly-N-vinylimidazole, polyethylene oxide, ethyl cellulose, and an ethylene-acrylic acid copolymer. Further, casein, polyamide, N-methoxymethylated 6 nylon, copolymer nylon, glue and gelatin can be mentioned.
The thickness of the undercoat layer formed of a single resin is preferably 0.05 μm or more and 7 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less.
The undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide is obtained by applying a coating solution for an undercoat layer obtained by dispersing metal oxide particles in a solvent together with a binder resin. It can be formed by drying.
The metal oxide particles contained in the undercoat layer composed of a mixture of resin and metal oxide contain at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide. It is preferable that the particles are. Among the particles containing the above metal oxide, particles containing zinc oxide are more preferable.
The metal oxide particles are particles in which the surface of the metal oxide particles is treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent in order to suppress black spot-like image defects due to charge injection from the support to the photosensitive layer side. There may be.
Examples of the silane coupling agent include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, and (phenylaminomethyl) methyldimethoxysilane. Examples thereof include N-2- (aminoethyl) -3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane, N-ethylaminoisobutylmethyldiethoxysilane, and N-methylaminopropylmethyldimethoxysilane.
Moreover, vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are mentioned. Examples include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
Examples of the resin contained in the undercoat layer composed of a mixture of resin and metal oxide include acrylic resin, allyl resin, alkyd resin, ethyl cellulose resin, ethylene-acrylic acid copolymer, epoxy resin, casein resin, and silicone resin. Is mentioned. Examples include gelatin resin, phenol resin, urethane resin, butyral resin, polyacrylate resin, polyacetal resin, polyamideimide resin, polyamide resin, polyallyl ether, polyimide resin, polyester resin, and polyethylene resin.
In addition, polycarbonate resin, polystyrene resin, polysulfone resin, polyvinyl alcohol resin, polybutadiene resin, and polypropylene resin can be used.
Among these, it is preferable to use a urethane resin having low hygroscopicity from the viewpoint of suppressing potential fluctuation under a high temperature and high humidity environment.
The urethane resin suitably used for the undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide is composed of a polymer of a composition of an isocyanate compound or a blocked isocyanate compound and a polyol resin.
Examples of the blocked isocyanate compound include those obtained by blocking 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and diphenylmethane-4,4′-diisocyanate with a blocking agent. Examples include 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI) blocked with a blocking agent. Examples include hexamethylene diisocyanate (HDI), HDI-trimethylolpropane adduct, HDI-isocyanurate, and HDI-biuret blocked with a blocking agent.
Examples of the blocking agent for the blocked isocyanate compound include oxime compounds such as formaldehyde oxime, acetoald oxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, acetone oxime, and methyl isobutyl ketoxime. Examples include active methylene compounds such as Meldrum's acid, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-butyl malonate, ethyl acetate, and acetylacetone.
Further, amine compounds such as diisopropylamine, diphenylaniline, aniline and carbazole, and imine compounds such as ethyleneimine and polyethyleneimine can be mentioned. Examples include acid imide compounds such as succinimide and maleic imide, and imidazole compounds such as malonate, imidazole, benzimidazole and 2-methylimidazole. Examples include triazole compounds such as 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, and benzotriazole.
Also, acid amide compounds such as acetanilide, N-methylacetamide, acetic acid amide, lactam compounds such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and urea compounds such as urea, thiourea, ethyleneurea, etc. It is done. Examples thereof include sulfites such as sodium bisulfite, mercaptan compounds such as butyl mercaptan and dodecyl mercaptan, and phenol compounds such as phenol and cresol.
Further, pyrazole compounds such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, and 3-methylpyrazole, and alcohol compounds such as methanol, ethanol, 2-propanol, and n-butanol can be used.
Moreover, the blocked isocyanate compound which combined 1 type (s) or 2 or more types of these blocking agents may be sufficient. Examples of the polyol resin include a polyvinyl acetal resin and a polyphenol resin.
The content ratio between the metal oxide particles and the resin is preferably 2: 1 to 4: 1 (mass ratio) of metal oxide particles: resin from the viewpoint of electrophotographic characteristics and crack suppression.
Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a vibration mill, an attritor, and a liquid collision type high-speed disperser.
The undercoat layer composed of a resin and metal oxide mixture further contains organic resin particles and a leveling agent, for example, for the purpose of adjusting the surface roughness of the undercoat layer or reducing cracks in the undercoat layer. You may let them. As the organic resin particles, hydrophobic organic resin particles such as silicone particles and hydrophilic organic resin particles such as cross-linked polymethacrylate resin (PMMA) particles can be used.
Various additives can be contained in the undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide. Examples of the additive include metals such as aluminum powder and copper powder, and conductive substances such as carbon black. Examples thereof include electron transporting substances such as quinone compounds, fluorenone compounds, oxadiazole compounds, diphenoquinone compounds, alizarin compounds, and benzophenone compounds. Examples thereof include electron transport materials such as polycyclic condensed compounds and azo compounds. Organic metal compounds such as metal chelate compounds and silane coupling agents can be mentioned.
When the conductive layer is provided, the thickness of the undercoat layer composed of a resin and metal oxide mixture is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 8 μm or less. . When the conductive layer is not provided, the thickness is preferably 10 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 15 μm or more and 25 μm or less.
When the photosensitive layer is a laminated photosensitive layer, the charge generation layer is formed by applying a charge generation layer coating solution obtained by dispersing a charge generation material together with a binder resin and a solvent, and drying it. Can do. The coating solution for the charge generation layer may be prepared by adding only the charge generation material to the solvent and then dispersing the resin, and then adding the resin, or by adding both the charge generation material and the resin to the solvent and dispersing the preparation. Also good. The charge generation layer may be a vapor generation film of a charge generation material.
Examples of the charge generating material used in the photosensitive layer include azo pigments, phthalocyanine pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, squarylium dyes, thiapyrylium salts, triphenylmethane dyes, and quinacridone pigments. Examples include azulenium salt pigments, cyanine dyes, anthanthrone pigments, pyranthrone pigments, xanthene dyes, quinoneimine dyes, and styryl dyes.
These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more. Among these, oxytitanium phthalocyanine, chlorogallium phthalocyanine, and hydroxygallium phthalocyanine are preferable from the viewpoint of sensitivity. Furthermore, among the hydroxygallium phthalocyanines, there are hydroxygallium phthalocyanine crystals having crystal forms having strong peaks at Bragg angles 2θ of 7.4 ° ± 0.3 ° and 28.2 ° ± 0.3 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction. preferable.
Examples of the binder resin used for the charge generation layer include polycarbonate resin, polyester resin, butyral resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, and urea resin. Among these, a butyral resin is preferable. These may be used alone or in combination as a mixture or copolymer.
Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill, a roll mill, and an attritor.
The ratio of the charge generation material and the binder resin in the charge generation layer is preferably 0.3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the charge generation material with respect to 1 part by mass of the binder resin. If necessary, for example, a sensitizer, a leveling agent, a dispersant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a rectifying material can be added to the charge generation layer. The thickness of the charge generation layer is preferably from 0.01 μm to 5 μm, and more preferably from 0.1 μm to 2 μm.
When the photosensitive layer is a laminated photosensitive layer, a charge transport layer is formed on the charge generation layer. The charge transport layer can be formed by applying a charge transport layer coating solution obtained by dissolving a charge transport material and a binder resin in a solvent and drying it.
Examples of the charge transport material used in the photosensitive layer include pyrene compounds, N-alkylcarbazole compounds, hydrazone compounds, N, N-dialkylaniline compounds, diphenylamine compounds, and triphenylamine compounds. Examples include triphenylmethane compounds, pyrazoline compounds, styryl compounds, stilbene compounds, and butadiene compounds. These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more. Among these charge transport materials, a triphenylamine compound is preferable from the viewpoint of charge mobility.
Examples of the binder resin used for the charge transport layer include acrylic resin, acrylonitrile resin, allyl resin, alkyd resin, epoxy resin, silicone resin, phenol resin, phenoxy resin, polyacrylamide resin, and polyamideimide resin. Examples include polyamide resins, polyallyl ether resins, polyarylate resins, polyimide resins, polyurethane resins, polyester resins, and polyethylene resins. Examples include polycarbonate resin, polysulfone resin, polyphenylene oxide resin, polybutadiene resin, polypropylene resin, and methacrylic resin.
Among these, insulating resins such as polyarylate resin, polycarbonate, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl pyridine resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, agarose resin, cellulose resin, and casein are exemplified.
These may be used alone or in combination as a mixture or copolymer. Moreover, organic photoconductive polymers, such as poly-N-vinyl carbazole, polyvinyl anthracene, polyvinyl porene, can also be used. Further, a compound having a charge transport function introduced into the main chain or side chain of these resins to form a polymer charge transport material can also be used.
If necessary, for example, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a leveling agent can be added to the charge transport layer.
The ratio of the charge transport material and the binder resin in the charge transport layer is preferably 0.3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the charge transport material with respect to 1 part by mass of the binder resin.
When the charge transport layer is a single layer, the thickness of the charge transport layer is preferably 5 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 8 μm or more and 30 μm or less. When the charge transport layer has a laminated structure, the thickness of the charge transport layer on the support side is preferably 5 μm to 30 μm, and the thickness of the charge transport layer on the surface side is preferably 1 μm to 10 μm. preferable.
In this example, when the charge transport layer is the surface layer of the electrophotographic photosensitive member, the charge transport layer is preferably composed of a resin having excellent wear resistance from the viewpoint of improving the durability of the electrophotographic photosensitive member. .
For the purpose of improving the abrasion resistance and cleaning properties of the electrophotographic photoreceptor, a protective layer may be formed on the photosensitive layer or the charge transport layer to form a surface layer. The protective layer can be formed by forming a coating film of a coating liquid for protective layer obtained by dissolving a resin (binder resin) excellent in abrasion resistance in a solvent, and drying the coating film.
Examples of the resin used for the protective layer include polyvinyl butyral resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyimide resin, and polyarylate resin. Examples include polyurethane resins, phenol resins, styrene-butadiene copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, and styrene-acrylonitrile copolymers.
The protective layer is formed by forming a coating film of a coating solution for the protective layer obtained by dissolving a polymerizable monomer or oligomer in a solvent, and curing (polymerizing) the coating film using a crosslinking or polymerization reaction to protect it. A layer may be formed. Examples of the polymerizable monomer or oligomer include a compound having a chain polymerizable functional group such as an acryloyloxy group and a styryl group, and a compound having a sequentially polymerizable functional group such as a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. Is mentioned.
Examples of the curing reaction include radical polymerization, ionic polymerization, thermal polymerization, photopolymerization, radiation polymerization (electron beam polymerization), plasma CVD method, and photo CVD method.
Moreover, since the characteristics required for the protective layer are both the strength of the film and the charge transport capability, conductive particles and a charge transport material may be added to the protective layer coating solution. As the conductive particles, a conductive pigment used in the conductive layer can be used. As the charge transport material, the above-described charge transport materials can be used.
Furthermore, it is more preferable to use a compound having both a charge transporting structure (preferably a hole transporting structure) and a polymerizable functional group in the same molecule from the viewpoint of achieving both the strength of the film and the charge transporting capability. From the viewpoint of maintaining electrophotographic characteristics, the polymerizable functional group is preferably an acryloyloxy group. Further, from the viewpoint of improving wear resistance, a compound having two or more polymerizable functional groups in the same molecule is preferable. In addition, a compound having both a charge transporting structure and a polymerizable functional group in the same molecule and the above-described charge transporting material, binder resin, polymerizable monomer or oligomer may be mixed and used.
In addition, a filler can be added to the surface layer (charge transport layer or protective layer) of the electrophotographic photoreceptor to improve durability. Examples of the filler include organic resin particles such as fluorine atom-containing resin particles and acrylic resin particles, and inorganic particles such as alumina, silica, and titania.
Additives can also be added for the purpose of improving various functions. Examples of the additive include conductive particles, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a leveling agent.
When the protective layer has a charge transporting capability, a protective layer that also serves as one charge transporting layer may be provided on the charge generation layer to form a surface layer.
The thickness of the protective layer is preferably from 0.1 to 30 μm, and more preferably from 1 to 10 μm.
When the photosensitive layer is a single-layer type photosensitive layer, the photosensitive layer is one or two of the group of the charge generation material, the charge transport material, and the binder resin used for the charge generation layer, the charge transport layer, and the protective layer. A coating solution for a single-layer type photosensitive layer obtained by dissolving at least a binder resin in a solvent is applied. And it can form by drying this.
A polymerizable monomer or oligomer may be used as the binder resin, dissolved in a solvent and coated, and then crosslinked or polymerized. If necessary, for example, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a leveling agent, an electron transporting substance, and a filler may be added.
Examples of the solvent used in the coating solution for each layer of the single layer type photosensitive layer or the multilayer type photosensitive layer include, for example, alcohol solvents, sulfoxide solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, halogenated carbonization. Examples thereof include hydrogen solvents and aromatic solvents.
Specific examples include water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, methyl cellosolve, methoxypropanol, dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide. Examples include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, diethyl ether, dipropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dioxane, methylal, and tetrahydrofuran.
Further, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl formate, ethyl formate, chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, trichloroethylene, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, benzene, toluene, xylene and tetralin can be mentioned. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
As a method for applying the coating liquid for each of the above layers, for example, a dip coating method (dip coating method), a spray coating method, or a spinner coating method can be used. Also, a roller coating method, a Meyer bar coating method, and a blade coating method can be used.
<Configuration of electrophotographic apparatus>
FIG. 5 shows an example of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 5, a cylindrical electrophotographic photosensitive member 501 is rotationally driven with a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of an arrow about an axis 502. Around the electrophotographic photosensitive member 501, an image forming unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is disposed.
Specifically, a charging unit (primary charging unit) 503 and an exposure unit (image exposure unit) are arranged along the rotation direction of the photoconductor 501. More specifically, the photoconductor 501 is uniformly charged to a predetermined potential (negative polarity in this example) by a charging roller that functions as a charging unit, and then functions as an exposure unit based on image information of a document. The laser (image exposure light) 504 emitted from the laser beam is received. In this way, an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501.
In this example, the effect is particularly great when charging means using discharge is used. The electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is then developed (reversed development in this example) with a negatively charged toner (indeterminate toner or spherical toner) in the developing means 505 to form a toner image. It is formed. At this time, the particle diameter of the toner is preferably 3 to 10 μm.
The toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is transferred onto a transfer material by a transfer bias from a transfer unit (transfer roller in this example) 506. At this time, the transfer material (sheet, recording material) 509 is synchronized with the rotation of the electrophotographic photoreceptor 501 between the electrophotographic photoreceptor 501 and the transfer means 506 (contact portion) from a transfer material supply means (not shown). Then, it is taken out and fed. At this time, from the viewpoint of improving transferability, a speed difference may be provided between the rotation of the electrophotographic photosensitive member 501 and the moving speed of the transfer means.
Further, a bias voltage having a polarity opposite to the charge held in the toner is applied to the transfer means from a bias power source (not shown). Further, the transfer unit 506 performs primary transfer for transferring a toner image from the electrophotographic photosensitive member 501 to an intermediate transfer member (not shown) and transfer from the intermediate transfer member (not shown) to form an image of a secondary color or higher. A two-stage configuration including secondary transfer to be transferred to the material 509 may be used.
The transfer material 509 on which the toner image has been transferred is separated from the surface of the electrophotographic photosensitive member, conveyed to the fixing means 508, and subjected to a fixing process of the toner image, whereby an electrophotographic apparatus is formed as an image formed product (print, copy). Printed out.
The surface of the electrophotographic photosensitive member 501 after the transfer of the toner image has a cleaning member (in this example, a blade counter-contacted with the photosensitive member) disposed in contact with (in contact with) the surface of the electrophotographic photosensitive member 501. In step 507, the surface is cleaned by removing deposits such as transfer residual toner. Further, after being subjected to charge removal processing by pre-exposure light (not shown) from a pre-exposure means (not shown), it is repeatedly used for image formation. Note that pre-exposure is not always necessary.
Among the components selected from the image forming process equipment such as the electrophotographic photosensitive member 501, the charging unit 503, the developing unit 505, and the cleaning unit 507, a plurality of components are housed in a container and combined as a process cartridge (cartridge) PC. You may comprise. Further, the process cartridge PC can be configured to be detachable from an apparatus main body of an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser beam printer.
That is, at least the electrophotographic photosensitive member 501 and a cleaning unit 507 having a cleaning member disposed in contact with the electrophotographic photosensitive member are integrally supported, and the process cartridge PC is configured to be detachable from the main body of the electrophotographic apparatus. . The electrophotographic apparatus having the process cartridge PC and using at least pseudo halftone processing formed with dots as a method of expressing gradation can be configured.
The exposure light 504 is reflected light or transmitted light from the original when the electrophotographic apparatus is a copying machine or a printer. Alternatively, a document is read by a sensor, or electronic data generated by an information device such as a personal computer is converted into a signal, and light emitted by, for example, scanning a laser beam or driving an LED array or a liquid crystal shutter array is performed according to this signal. It is. The image forming apparatus (electrophotographic apparatus) of the present example uses a pseudo halftone process formed of at least dots as a technique for expressing gradation in signal conversion.
The electrophotographic image forming apparatus according to the present invention can generate a pseudo halftone process formed of dots using a dither matrix at the time of signalization. FIG. 16 is an example of a dot concentration type dither matrix. If this dither matrix is used, 256 gradations can be expressed by a dot pattern of 1200 dpi, 106 lpi, and 45 degrees. Specifically, the input multi-valued image data represented by 0 to 255 is compared with the numerical value (threshold value) in the dither matrix of FIG. 16, and if it is larger than the threshold value, black is printed (printed). For example, it is replaced with white (not printed) and converted to a binary image.
The resolution used in recent electrophotographic apparatuses is mainly 600 dpi to 2400 dpi. In many cases, the number of lines is 106 to 212 lpi. Also, since black has high visibility, the screen angle is often set at 45 degrees where the visibility is angularly degraded. In the embodiment, an AM screening pattern is used as the pseudo halftone process, and a 45 degree square pattern of 106 lpi that can be formed even at 600 dpi and a 45 degree square pattern of 212 lpi (adjacent dot angle is 90 degrees) are used.
In the case of a so-called tandem system in which the image forming apparatus is provided with a photoconductor and an image forming unit for each toner color, the configuration of this example may be adopted for at least one image forming station. It ’s fine. For example, in an image forming apparatus of a tandem system, a heater is installed in the photosensitive body in an image forming station that forms a black image, and the configuration of this example is not adopted in this image forming station, and toner images of other colors are used. The image forming station to be formed may be an image forming apparatus adopting the configuration of this example.
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。また、電子写真感光体を、以下単に「感光体」ともいう。また、以下のすべての例において、電子写真感光体の表面に形成された凹部の開口部の形状は、開口部の最長径と開口部の最短径が実質等しい円状である。
(凹部形成前の感光体Aの製造例)
直径30.52mm、長さ370mmのアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
次に、金属酸化物として酸化亜鉛粒子(比表面積:19m2/g、粉体抵抗:4.7×106Ω・cm)100部をトルエン500部と撹拌混合した。これにシランカップリング剤(化合物名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、商品名:KBM602、信越化学工業(株)製)0.8部を添加し、6時間攪拌した。その後、トルエンを減圧留去して、130℃で6時間加熱乾燥し、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。
次に、ポリオール樹脂としてブチラール樹脂(商品名:BM−1、積水化学工業(株)製)15部およびブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製)15部を混合溶液に溶解させた。混合溶液はメチルエチルケトン73.5部と1−ブタノール73.5部の混合である。
この溶液に前記表面処理された酸化亜鉛粒子80.8部、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン0.8部(東京化成工業(株)社製)を加え、これを直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下で3時間分散した。分散後、下記の2つ物質を加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。
・シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レダウコーニングシリコーン社製)
・・・0.01部
・架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(商品名:TECHPOLYMERSSX−102、積水化成品工業(株)社製、平均一次粒径2.5μm)
・・・5.6部
この下引き層用塗布液を上記支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
次に、下記の4つの物質を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した後、酢酸エチル700部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。
・CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の7.4°および28.2°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質) ・・・20部
・下記構造式(A)で示されるカリックスアレーン化合物 ・・・0.2部
・ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)
・・・10部
・シクロヘキサノン ・・・600部
この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を15分間80℃で乾燥させることによって、膜厚0.17μmの電荷発生層を形成した。
次に、下記の5つの物質を、混合キシレン600部およびジメトキシメタン200部の混合溶剤に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。
・下記構造式(B)で示される化合物(電荷輸送物質) ・・・30部
・下記構造式(C)で示される化合物(電荷輸送物質) ・・・60部
・下記構造式(D)で示される化合物 ・・・10部
・ポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ビスフェノールZ型のポリカーボネート) ・・・100部
・下記構造式(E)で示されるポリカーボネート(粘度平均分子量Mv:20000)
・・・0.02部
この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間115℃で乾燥させることによって、膜厚18μmの電荷発生層を形成した。
次に、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製)20部/1−プロパノール20部の混合溶剤を、ポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過した。この混合溶剤に下記の3つの物質を加えた。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−020、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
・下記構造式(F)で示される正孔輸送性化合物 ・・・90部
・1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン ・・・70部
・1−プロパノール ・・・70部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を大気中において6分間50℃で乾燥させた。その後、窒素中において、支持体(被照射体)を200rpmで回転させながら、加速電圧70kV、吸収線量8000Gyの条件で1.6秒間、電子線を塗膜に照射した。
引き続いて、窒素中において25℃から125℃まで30秒かけて昇温させ、塗膜の加熱を行った。電子線照射およびその後の加熱時の雰囲気の酸素濃度は15ppmであった。次に、大気中において30分間100℃で加熱処理を行うことによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Aを作製した。感光体Aの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。
(凹部形成前の感光体Bの製造例)
感光体Aの製造例において、支持体(円筒状支持体)として直径84mm、長さ370mmのアルミニウムシリンダーを用いた以外は、感光体Aの製造例と同様にして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Bを作製した。
感光体Bの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。
(凹部形成前の感光体Cの製造例)
感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の手順で潤滑剤分散液を得た。
分散剤としてのフッ素原子含有樹脂(商品名:GF−300、東亞合成(株)社製)0.5部を下記に混合溶剤に溶解させた
・1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製) ・・・30部
・1−プロパノール ・・・30部
これに、潤滑剤としてのポリテトラフルオロエチレン(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)10部を加えた。これを高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics社製)に入れ、600kgf/cm2の圧力で、4回の分散処理を施した。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、潤滑剤分散液を得た。
その後、前記構造式(F)で示される正孔輸送性化合物90部、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン70部、および、1−プロパノール70部を上記潤滑剤分散液に加えた。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−020、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を大気中において6分間50℃で乾燥させた。その後、窒素中において、支持体(被照射体)を200rpmで回転させながら、加速電圧70kV、吸収線量8000Gyの条件で1.6秒間、電子線を塗膜に照射した。引き続いて、窒素中において25℃から125℃まで30秒かけて昇温させ、塗膜の加熱を行った。電子線照射およびその後の加熱時の雰囲気の酸素濃度は15ppmであった。次に、大気中において30分間100℃で加熱処理を行うことによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Cを作製した。感光体Cの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。
(凹部形成前の感光体Dの製造例)
感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の手順で第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
下記の混合液を、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、Microfluidics社製)に入れ、600kgf/cm2の圧力で3回の分散処理を施した。
・アルミナ粒子(平均粒径:0.1μm、商品名:LS−231、日本軽金属(株)製) ・・・10部
・クロロベンゼン ・・・90部
さらに、この分散処理を行った混合液をポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過を行い、分散液を調製した。そして、
・前記構造式(C)で示される構造を有する化合物 ・・・70部
・ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製) ・・・100部
・上記分散液 ・・・200部
・モノクロロベンゼン ・・・400部
・ジメトキシメタン ・・・200部
を混合することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上にスプレー塗布し、得られた塗膜を20分間130℃で乾燥させることによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Dを作製した。感光体Dの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。
(感光体Eの製造例)
凹部形成前の感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の物質を1−メトキシ−2−プロパノール20.9部に溶解させることによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
・アクリルポリオール(商品名:JONCRYL−587、Johonson Polymers製) ・・・1.5部
・メラミン樹脂(商品名:CYMEL−303、CytecIndustries製)
・・・2.1部
・電荷輸送成分としてのN,N,N’,N’−テトラキス−[(4−ヒドロキシメチル)フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(THM−TBD)
・・・1.16部
・電荷輸送成分としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−ヒドロキシフェニル)−テルフェニル−ジアミン(DHTER) ・・・1.93部
・酸触媒(商品名:Nacure5225、King Chemical Industries製) ・・・0.05部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、40分間140℃で熱硬化させることによって、膜厚6μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
以上のようにして、感光体Eを作製した。感光体Eについて、上述の手法で表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。
概ね図4に示す構成の圧接形状転写加工装置にて、凸形状を有するモールドを設置し、凹部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。
凸形状を有するモールドについて、図6に示す。実施形態においては、図6の(A)に示す規則配置のモールド、および、(B)に示す不規則配置のモールドを利用した。図6中、Xmは凸部の最長径(モールド上の凸部を上から見たときの最長径のこと。以下同じ)、θは正方配置の露光光の主走査方向(図6の水平方向)に対する傾き、Hは凸部の高さを示す。モールドの作成は次のようにして行った。
まず、凸部の配置を設計した。以下の配置の設計の説明において、面積、面積率とは、モールド上の凸部を上から見たときの面積、面積率を示す。
図6の(A)は、Y1とY2が等間隔である正方配置である。正方配置の設計には、Adobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いた。
まず、設計したい凸部の面積率に対応する濃度のグレースケールを作成する。例えば、凸部の面積率を20%としたい場合、濃度20%のグレースケールを作成する。次に、モノクロ2階調変換にて、ドット形状を円形とし、設計したい最長径Xmと面積率から算出される線数(Y1、Y2の距離)と角度θを設定してハーフトーンスクリーンに変換した。解像度が不足する場合は、得られたハーフトーンスクリーンから配置の座標を抽出し、最長径Xmの凸部を再配置した。以上のようにして正方配置を作成した。
図6の(B)は、上述のFloyd−Steinberg法による不規則配置である。まず、設計したい凸部の面積率に対応する濃度のグレースケールを作成する。次に、最長径Xmの凸部ひとつの面積と同面積となる正方形を単位画素に設定し、域値をグレースケールの濃度として、図14の(a)に示す分散ルールを用いて2値化された不規則パターンを生成した。このとき、最初の画素のみ255階調目の濃度に設定して演算を開始した。次に、2値化された不規則パターンにおいて、パターンに対応する画素に、最長径Xmの凸部を配置することで、不規則配置を作成した。
図6の(C)は、Y1とY2が等間隔である正方配置領域Aと、Y3とY4が等間隔である正方配置領域Bを、500μm四方ごとに互い違いに配置した、チェッカーマーク様の正方配置である。領域AのXmと領域BのXn、領域AのY1(Y2)と領域BのY3(Y4)は、各々異なるサイズで設計した。
図6の(D)は、図6の(A)の正方配置を行った後、Xmを交互にXnに置き換えた、最長径が互い違いの正方配置である。
以上のようにして設計した凸部配置に、凸部の高さHを加えた電子データを作成した。凸部の立体形状は任意に選択できるが、実施形態では円形ドーム型を採用した。レジストに、作成した電子データに基づいて光照射することで凸形状を作成し、これを反転させた型を作成、引き続きニッケルを電鋳することで、凸形状を有するニッケル製のモールドを作成した。
以上の方法で、Xm、Xn、Y1(Y2)、Y3(Y4)、H、θを変えて、各種モールドを作成した。
表面加工時には、電子写真感光体の表面の温度が所定の温度になるように電子写真感光体およびモールドの温度を制御し、所望の圧力で電子写真感光体と加圧部材を押し付けながら、電子写真感光体を周方向に回転させる。これにより、電子写真感光体の表面(周面)の全面に凹部を形成した。以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体を作成した。
(電子写真感光体の表面の観察)
表面に凹部を有する電子写真感光体の表面を、レーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)で10倍乃至50倍レンズにより拡大観察し、上述のようにして電子写真感光体の表面に設けられた特定凹部および平坦部の判定を行った。
観察時には、電子写真感光体の長手方向に傾きが無いように、また、周方向については、電子写真感光体の円弧の頂点にピントが合うように、調整を行った。一辺500μmの正方形領域は、拡大観察を行った画像を画像連結アプリケーションによって連結して得た。また、得られた結果については、付属の画像解析ソフトにより、画像処理高さデータを選択し、フィルタタイプメディアンでフィルタ処理を行った。上記観察によって特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、および凹部の配置を求めた。
なお、表面に凹部を有する電子写真感光体の表面を、他のレーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:X−200)を用い、上記と同様の方法で観察を行った。この場合も、上記のレーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)を用いた場合と同様の結果が得られた。以下の例では、表面に凹部を有する電子写真感光体の観察に、レーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)および50倍レンズを用いた。
(画質低下指数の算出)
表面に凹部を有する電子写真感光体について、レボックス(株)社製GX−700にて、CCDカメラによる観察を行い、一辺10.84mmの正方形領域における写真データを取得した。取得した画像に対して2値化処理を行い凹部配置の座標を取得した。次に、レーザー顕微鏡観察にて取得した特定凹部の開口形状を、凹部配置の座標に反映して、複数の凹部の配置(A)とした。
なお、前記のレーザー顕微鏡を用いてモールドの観察を行い、モールドの凸部の外周形状と、先に観察した特定凹部の開口形状が一致する場合は、モールドを作成する際に利用した凸部配置の電子データを複数の凹部の配置(A)とした。
スクリーンパターン(B)として、下記の2つをAdobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いて作成した。
・ドット形状が円形で、線数106lpi、角度45°、印字率40%の正方配置スクリーンパターン1(SCR1)
・ドット形状が円形で、線数212lpi、角度45°、印字率40%の正方配置スクリーンパターン2(SCR2)
上記で得られた複数の凹部の配置(A)、スクリーンパターン(B)を用い、上述した算出方法に従って画質低下指数の算出を行った。画像(C)の作成には、Adobe社Photoshopを用いた。粒子解析には、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)VH−H1G1を用いた。
(画質評価1)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のシアンステーションに装着し、以下のように評価を行った。
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。
電子写真装置のシアンに設定されているディザマトリクスを、線数106lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。
Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン1(SCR1)で構成されたハーフトーン1(HT1)を得た。得られたハーフトーン1(HT1)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。
ハーフトーン1(HT1)について、限度見本と比較して目視評価によるランク付けを行った。限度見本は、電子写真装置の開発者20人を被験者とし、画質低下のないハーフトーンと、表面に凹部を有する電子写真感光体を用いて出力した、画質低下の程度の異なる複数のハーフトーン画像を比較させて設定した。限度見本の内容を下記に示す。
A:被験者全員が、画質低下していないと判断した画像
B:被験者によって、がさつきが低下しているか否か、判断が分かれた画像
C:被験者によって、モアレが低下化しているか否か、判断が分かれた画像
D:被験者全員が、がさつきが低下化していると判断した画像のうち最も程度の良い画像
E:被験者全員が、モアレが低下していると判断した画像のうち最も程度の良い画像
本例では、A〜Cを許容できる画質低下とした。
(画質評価2)
画質評価1の画像出力において、電子写真装置のシアンに設定されているディザマトリクスを、線数212lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン2(SCR2)で構成されたハーフトーン2(HT2)を得た。得られたハーフトーン2(HT2)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。
(画質評価3)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のブラックステーションに装着し、以下のように評価を行った。
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。
電子写真装置のブラックに設定されているディザマトリクスを、線数106lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン1(SCR1)で構成されたハーフトーン3(HT3)を得た。得られたハーフトーン3(HT3)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。
(画質評価4)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のブラックステーションに装着し、以下のように評価を行った。
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。
Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成し、プリンタードライバーを介して出力した。プリンタードライバーの設定で、中間調:解像度、解像度:1200dpiと選択して出力を行うことで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン2(SCR2)で構成されたハーフトーン4(HT4)を得た。得られたハーフトーン4(HT4)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。
(画像流れ評価1)
表面に凹部を有する感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7055)の改造機のシアンステーション(接触帯電方式)に装着した。
まず、30℃/80%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vになるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。また、ディザマトリクスは、画質評価に用いたものに変更した。
次に、表2に示すように、硬度77°のポリウレタンゴム製クリーニングブレードを、電子写真感光体の表面に対して当接角28°、当接圧15g/cmとなるように設定した。電子写真感光体用のヒーター(ドラムヒーター)をOFFにした状態で、30℃/80%RH環境下で、A4横の印字率5%画像の評価用チャートを連続で50000枚出力した。
引き続き、電子写真感光体用のヒーター(ドラムヒーター)をOFFにした状態で、30℃/80%RH環境下で、A4横の印字率5%画像の評価用チャートを連続で5000枚出力を行い、電源を切った状態で30℃/80%RH環境下で3日間放置した。
3日間放置後、電子写真装置を起動し、A4横の出力解像度600dpiの1ドット−1スペースの画像形成を行い、帯電装置近傍の画像濃度とA4全面の画像再現性を以下のように評価した。
A:帯電装置近傍において、ドットの乱れや飛び散りが無く(すなわち画像流れが無く)、画像再現性が良好である。
B:帯電装置近傍において、拡大観察した際にわずかにドットの乱れが見られるが、飛び散りは無く、その他の部分については画像再現性が良好である。
C:帯電装置近傍において、拡大観察した際にややドットの乱れや飛び散りを生じているが、その他の部分については画像再現性が良好である。
D:帯電装置近傍において、拡大観察した際にドットの乱れや飛び散りを生じているが、その他の部分については画像再現性が良好である。
E:帯電装置近傍については画像上白ぬけが発生しており、その他の部分についてもやや画像再現性が低い。
(画像流れ評価2〜10)
クリーニングブレードの硬度および設定(当接角および当接圧)を表3に示すようにした以外は、表面に凹部を有する感光体の画像流れ評価1と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。
表面に凹部を有する感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7055)の改造機のブラックステーション(コロナ帯電方式)に装着した。クリーニングブレードの硬度および設定(当接角および当接圧)を表4に示すようにした以外は、表面に凹部を有する感光体の画像流れ評価1と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。
凹部形成前の電子写真感光体A、B、C、Dを用い、図6の(A)の正方配置モールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AA−1〜40、BA−1〜3、CA−1、DA−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表5に示す。
これらの電子写真感光体について、上述の手法で表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、画質低下指数(f)の算出を行った。スクリーンパターン(B)としては、上述のスクリーンパターン1(SCR1)、およびスクリーンパターン2(SCR2)を用いた。結果を表5に示す。
また、電子写真感光体CA−1の表面層である第二電荷輸送層の近傍の断面観察を行ったところ、図8の(A)に示すように、第二電荷輸送層の表面だけでなく、電荷輸送層の表面(電荷輸送層と第二電荷輸送層との界面)にも対応する凹部が形成されていた。なお、電子写真感光体CA−1の表面には、図8の(B)に示すような凹部が形成されていた。図8の(B)中の白線の四角形は、一辺500μmの正方形領域である。
凹部形成前の電子写真感光体A、B、C、Dを用い、図6の(B)の不規則配置モールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AB−1〜40、BB−1、CB−1、DB−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表6に示す。
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表6に示す。
凹部形成前の電子写真感光体Aを用い、図6の(C)、(D)の配置のモールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AC−1、AD−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表7に示す。
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表7に示す。
凹部形成前の感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に下記の物質を1−メトキシ−2−プロパノール20.9部に溶解させることによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
・アクリルポリオール(商品名:JONCRYL−587、Johonson Polymers製) ・・・1.5部
・メラミン樹脂(商品名:CYMEL−303、CytecIndustries製)
・・・2.1部
・電荷輸送成分としてのN,N,N’,N’−テトラキス−[(4−ヒドロキシメチル)フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(THM−TBD)
・・・1.16部
・電荷輸送成分としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−ヒドロキシフェニル)−テルフェニル−ジアミン(DHTER) ・・・1.93部
・酸触媒(商品名:Nacure5225、King Chemical Industries製) ・・・0.05部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を硬化させる前に、表8および表9に示すモールドを用い、塗膜の表面温度を常温(25℃)に保った状態で、塗膜の表面にモールドの形状を転写した。次に、40分間140℃で熱硬化させることによって、膜厚6μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体EA−1、EB−1を作製した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表8、表9に示す。
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表8、表9に示す。
(表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例5)
凹部形成前の感光体Aに対して、概ね図9に示す構成の乾式ブラスト装置を用いて乾式ブラスト処理を行い、電子写真感光体の表面(周面)の全面に複数のディンプル形状の凹部を形成した。
図9中、901は粒子(研磨粒子)905の噴射ノズルである。902は噴射ノズル901を固定するためのノズル固定治具である。903はエア(圧縮空気)の導入経路である。904は容器に貯留されている粒子(研磨粒子)905を噴射ノズル901に導くための経路である。905は粒子(研磨粒子)である。906はワーク907を支持するためのワーク支持部材である。907はワーク(表面に凹部を形成する対象の電子写真感光体)である。908は噴射ノズル901を支持するための噴射ノズル支持部材である。909は噴射ノズル901を固定するための噴射ノズル固定治具である。
以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体Pを作製した。乾式ブラスト処理の条件は下記のとおりである。なお、乾式ブラスト処理後、ワークの周面に残存付着した粒子(研磨粒子)を、圧縮エアの吹き付けにより除去した。
・粒子(研磨粒子):平均粒径が30μmの球状ガラスビーズ(商品名:UB−01L(株)、ユニオン製)
・エア(圧縮空気)吹き付け圧力:0.343MPa(3.5kgf/cm2)噴射ノズル移動速度:430mm/s(図9中の上下矢印方向)
・ワークの自転速度:288rpm(図9中の回転矢印方向)
・噴射ノズルの吐出口とワークとの距離:100mm
・粒子(研磨粒子)の吐出角度:90°
・粒子(研磨粒子)の供給量:200g/min
・ブラストの回数:片道×2回
電子写真感光体Pについて、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表10に示す。
表面に凹部を有する感光体AA−8〜15、18〜20、22〜24、28、29、31、32、35について、上述の画質評価1を行った。また、感光体AB−8、9、12〜15、18〜20、22〜24、28、29、31、32、35および感光体AC−1、感光体AD−1、感光体CA−1、感光体DA−1、感光体CB−1、感光体DB−1について、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表11に示す評価を行った。結果を表11に示す。
(実施例43、44)
表面に凹部を有する感光体BA−1、BB−1について、上述の画質評価3を行った。さらに、画像流れ評価11〜20を行った。結果を表12に示す。
(実施例45〜75)
表面に凹部を有する感光体AA−8、9、12〜15、18〜20、22〜24について、上述の画質評価2を行った。また、感光体AB−8、9、12〜15、18〜20、22〜24、31、32および感光体AD−1、感光体CA−1,感光体DA−1、感光体CB−1、感光体DB−1について、上述の画質評価2を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表13に示す評価を行った。結果を表13に示す。
(実施例76、77)
表面に凹部を有する感光体BA−1、BB−1について、上述の画質評価4を行った。さらに、画像流れ評価11〜20を行った。結果を表14に示す。
(比較例1〜5)
表面に凹部を有さない電子写真感光体A〜Eについて、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価2、6、9を行った。結果を表15に示す。
(比較例6〜52)
表面に凹部を有する感光体AA−1〜7、16、17、21、25〜27、30、33、34、36〜40について、上述の画質評価1を行った。また、感光体AB−1〜7、10、11、16,17、21、25〜27、30、33、34、36〜40および感光体EA−1、感光体EB−1、感光体Pについて、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表16に示す評価を行った。結果を表16に示す。
特に、比較例50、51については、感光体EA−1、EB−1の特定凹部の開口部の最長径、深さ、面積および配置については実施例と同様の要件を満たす。しかし、塗膜を硬化させる前にモールドによる形状転写を行うため、平坦部の面積が少なく、画像流れ抑制効果が不十分であった。
また比較例52については、感光体Pの特定凹部の面積が大きく、かつ平坦部の面積が少ないため、画像流れの抑制が不十分であり、また凹部の配置が実施例の要件を満たさないためにがさつきが低下した。
(比較例53、54)
表面に凹部を有する感光体BA−2、3について、上述の画質評価3を行った。さらに、画像流れ評価13、16、19を行った。結果を表17に示す。
(比較例55〜112)
表面に凹部を有する感光体AA−1〜11、16、17、21、25〜40および、感光体AB−1〜11、16、17、21、25〜30、33〜40および感光体AC−1、感光体EA−1、感光体EB−1、感光体Pについて、上述の画質評価2を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表18に示す評価を行った。結果を表18に示す。
(比較例113,114)
表面に凹部を有する感光体BA−2、3について、上述の画質評価4を行った。さらに、画像流れ評価13、16、19を行った。結果を表19に示す。
かくして、実施例の構成を採用すれば、従来技術を更に発展させて、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下がより抑制された電子写真装置及び電子写真感光体を提供することができる。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. In the examples, “part” means “part by mass”. Further, the electrophotographic photoreceptor is hereinafter simply referred to as “photoreceptor”. In all the following examples, the shape of the opening of the recess formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member is a circular shape in which the longest diameter of the opening and the shortest diameter of the opening are substantially equal.
(Production example of photoreceptor A before formation of recesses)
An aluminum cylinder having a diameter of 30.52 mm and a length of 370 mm was used as a support (cylindrical support).
Next, zinc oxide particles (specific surface area: 19 m as metal oxide) 2 / G, powder resistance: 4.7 × 10 6 100 parts of (Ω · cm) were stirred and mixed with 500 parts of toluene. To this, 0.8 part of a silane coupling agent (compound name: N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, trade name: KBM602, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added for 6 hours. Stir. Thereafter, toluene was distilled off under reduced pressure, followed by heating and drying at 130 ° C. for 6 hours to obtain surface-treated zinc oxide particles.
Next, 15 parts of butyral resin (trade name: BM-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 15 parts of blocked isocyanate (trade name: Sumijoule 3175, manufactured by Sumitomo Bayern Urethane Co., Ltd.) as a polyol resin are mixed solution. Dissolved. The mixed solution is a mixture of 73.5 parts of methyl ethyl ketone and 73.5 parts of 1-butanol.
To this solution, 80.8 parts of the surface-treated zinc oxide particles and 0.8 part of 2,3,4-trihydroxybenzophenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added, and this was added to a glass having a diameter of 0.8 mm. Dispersion was performed in a sand mill apparatus using beads in an atmosphere of 23 ± 3 ° C. for 3 hours. After the dispersion, the following two substances were added and stirred to prepare an undercoat layer coating solution.
・ Silicone oil (trade name: SH28PA, manufactured by Toray Dow Corning Silicone)
... 0.01 parts
Cross-linked polymethyl methacrylate (PMMA) particles (trade name: TECHPOLYMERSSX-102, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., average primary particle size 2.5 μm)
... 5.6 parts
This undercoat layer coating solution was applied onto the support by dip coating, and the resulting coating film was dried at 160 ° C. for 40 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 18 μm.
Next, the following four substances were placed in a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm, dispersed for 4 hours, and then 700 parts of ethyl acetate was added to prepare a charge generation layer coating solution.
-Crystal form hydroxygallium phthalocyanine crystal (charge generating material) with strong peaks at 7.4 ° and 28.2 ° with Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction 20 parts
-Calixarene compound represented by the following structural formula (A): 0.2 part
・ Polyvinyl butyral (trade name: ESREC BX-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
... 10 copies
・ Cyclohexanone: 600 parts
The charge generation layer coating solution was dip-coated on the undercoat layer, and the resulting coating film was dried at 80 ° C. for 15 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.17 μm.
Next, a charge transport layer coating solution was prepared by dissolving the following five substances in a mixed solvent of 600 parts of mixed xylene and 200 parts of dimethoxymethane.
・ Compound represented by the following structural formula (B) (charge transport material) 30 parts
・ Compound represented by the following structural formula (C) (charge transport material): 60 parts
-Compound represented by the following structural formula (D): 10 parts
・ Polycarbonate resin (trade name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., bisphenol Z type polycarbonate) ・ ・ ・ 100 parts
-Polycarbonate represented by the following structural formula (E) (viscosity average molecular weight Mv: 20000)
... 0.02 parts
The charge transport layer coating solution was dip-coated on the charge generation layer, and the resulting coating film was dried at 115 ° C. for 30 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 18 μm.
Next, a mixed solvent of 20 parts of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (trade name: Zeolora H, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) / 20 parts of 1-propanol was added to polyflon. The mixture was filtered with a filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The following three substances were added to this mixed solvent. By filtering this with a polyflon filter (trade name: PF-020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), a coating solution for a second charge transport layer (protective layer) was prepared.
・ Hole transporting compound represented by the following structural formula (F): 90 parts
・ 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane 70 parts
・ 1-propanol: 70 parts
The coating solution for the second charge transport layer was dip-coated on the charge transport layer, and the obtained coating film was dried at 50 ° C. for 6 minutes in the air. Thereafter, in nitrogen, the coating film was irradiated with an electron beam for 1.6 seconds under the conditions of an acceleration voltage of 70 kV and an absorbed dose of 8000 Gy while rotating the support (object to be irradiated) at 200 rpm.
Subsequently, the temperature was raised from 25 ° C. to 125 ° C. over 30 seconds in nitrogen, and the coating film was heated. The oxygen concentration in the atmosphere during electron beam irradiation and subsequent heating was 15 ppm. Next, the second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm was formed by performing a heat treatment at 100 ° C. for 30 minutes in the air.
As described above, a photoreceptor A, which is an electrophotographic photoreceptor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor A was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(Production example of photoreceptor B before formation of recesses)
In the production example of photoconductor A, before forming a recess on the surface in the same manner as in the photoconductor A production example, except that an aluminum cylinder having a diameter of 84 mm and a length of 370 mm was used as the support (cylindrical support). A photoconductor B which is an electrophotographic photoconductor was prepared.
The surface of the photoreceptor B was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(Production example of photoreceptor C before formation of recess)
In the same manner as in the photoconductor A production example, a conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on a support. Next, a lubricant dispersion was obtained by the following procedure.
Fluorine atom-containing resin (trade name: GF-300, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 0.5 part as a dispersant was dissolved in the following mixed solvent.
・ 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (trade name: Zeolora H, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) 30 parts
・ 1-propanol: 30 parts
To this, 10 parts of polytetrafluoroethylene (trade name: Lubron L-2, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as a lubricant was added. This is put into a high-pressure disperser (trade name: Microfluidizer M-110EH, manufactured by Microfluidics, USA), and 600 kgf / cm. 2 The dispersion treatment was performed four times at the pressure of This was filtered with a polyflon filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) to obtain a lubricant dispersion.
Thereafter, 90 parts of the hole transporting compound represented by the structural formula (F), 70 parts of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, and 70 parts of 1-propanol were lubricated. It was added to the agent dispersion. By filtering this with a polyflon filter (trade name: PF-020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), a coating solution for a second charge transport layer (protective layer) was prepared.
The coating solution for the second charge transport layer was dip-coated on the charge transport layer, and the obtained coating film was dried at 50 ° C. for 6 minutes in the air. Thereafter, in nitrogen, the coating film was irradiated with an electron beam for 1.6 seconds under the conditions of an acceleration voltage of 70 kV and an absorbed dose of 8000 Gy while rotating the support (object to be irradiated) at 200 rpm. Subsequently, the temperature was raised from 25 ° C. to 125 ° C. over 30 seconds in nitrogen, and the coating film was heated. The oxygen concentration in the atmosphere during electron beam irradiation and subsequent heating was 15 ppm. Next, the second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm was formed by performing a heat treatment at 100 ° C. for 30 minutes in the air.
As described above, Photoconductor C, which is an electrophotographic photoconductor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor C was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(Manufacturing example of the photoreceptor D before forming the recess)
In the same manner as in the photoconductor A production example, a conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on a support. Next, a coating solution for the second charge transport layer (protective layer) was prepared by the following procedure.
The following mixture is put into a high-pressure disperser (trade name: Microfluidizer M-110EH, manufactured by Microfluidics), and 600 kgf / cm. 2 The dispersion treatment was performed three times at a pressure of
Alumina particles (average particle size: 0.1 μm, trade name: LS-231, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) ... 10 parts
・ Chlorobenzene: 90 parts
Furthermore, the dispersion liquid subjected to the dispersion treatment was filtered with a polyflon filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) to prepare a dispersion liquid. And
-Compound having the structure represented by the structural formula (C) 70 parts
・ Polycarbonate (trade name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) ... 100 parts
・ The above dispersion liquid: 200 parts
・ Monochlorobenzene: 400 parts
・ Dimethoxymethane: 200 parts
Were mixed to prepare a coating solution for the second charge transport layer (protective layer).
The coating solution for the second charge transport layer is spray-coated on the charge transport layer, and the obtained coating film is dried at 130 ° C. for 20 minutes to form a second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm. did.
As described above, a photoconductor D, which is an electrophotographic photoconductor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor D was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(Production example of photoconductor E)
A conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on the support in the same manner as in the production example of the photoreceptor A before forming the recess. Next, a coating solution for the second charge transport layer (protective layer) was prepared by dissolving the following substances in 20.9 parts of 1-methoxy-2-propanol.
・ Acrylic polyol (trade name: JONCRYL-587, manufactured by Johnson Polymers) 1.5 parts
Melamine resin (trade name: CYMEL-303, manufactured by Cytec Industries)
... 2.1 parts
N, N, N ′, N′-tetrakis-[(4-hydroxymethyl) phenyl] -biphenyl-4,4′-diamine (THM-TBD) as a charge transport component
... 1.16 parts
-N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-hydroxyphenyl) -terphenyl-diamine (DHTER) as a charge transport component ... 1.93 parts
・ Acid catalyst (trade name: Nacure 5225, manufactured by King Chemical Industries) 0.05 parts
This second charge transport layer coating solution was dip coated on the charge transport layer and thermally cured at 140 ° C. for 40 minutes to form a second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 6 μm.
The photoreceptor E was produced as described above. The surface of the photoreceptor E was observed by the above-described method, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
In the press-fitting shape transfer processing apparatus having a configuration generally shown in FIG. 4, a mold having a convex shape was installed, and surface processing was performed on the electrophotographic photosensitive member before forming the concave portion.
A mold having a convex shape is shown in FIG. In the embodiment, the regularly arranged mold shown in FIG. 6A and the irregularly arranged mold shown in FIG. 6B were used. In FIG. 6, Xm is the longest diameter of the convex part (the longest diameter when the convex part on the mold is viewed from above; the same applies hereinafter), and θ is the main scanning direction of exposure light in a square arrangement (horizontal direction in FIG. 6). ), And H represents the height of the convex portion. The mold was produced as follows.
First, the arrangement of the convex portions was designed. In the following description of the layout design, the area and area ratio indicate the area and area ratio when the convex portion on the mold is viewed from above.
FIG. 6A shows a square arrangement in which Y1 and Y2 are equally spaced. For the design of the square arrangement, a conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome two gradations (halftone screen) was used.
First, a gray scale having a density corresponding to the area ratio of the convex portion to be designed is created. For example, when the area ratio of the convex portion is desired to be 20%, a gray scale having a density of 20% is created. Next, in monochrome two-tone conversion, change the dot shape to a circle, set the number of lines (distance between Y1 and Y2) calculated from the longest diameter Xm and area ratio to be designed, and the angle θ and convert it to a halftone screen. did. When the resolution was insufficient, the coordinates of the arrangement were extracted from the obtained halftone screen, and the convex portions with the longest diameter Xm were rearranged. A square arrangement was created as described above.
FIG. 6B shows an irregular arrangement by the above-described Floyd-Steinberg method. First, a gray scale having a density corresponding to the area ratio of the convex portion to be designed is created. Next, a square having the same area as that of one convex portion having the longest diameter Xm is set as a unit pixel, and binarization is performed using a distribution rule shown in FIG. Generated irregular pattern. At this time, only the first pixel was set to the density of the 255th gradation, and the calculation was started. Next, in the binarized irregular pattern, an irregular arrangement was created by arranging convex portions having the longest diameter Xm in pixels corresponding to the pattern.
FIG. 6C shows a checker mark-like square in which square arrangement areas A in which Y1 and Y2 are equally spaced and square arrangement areas B in which Y3 and Y4 are equally spaced are arranged alternately every 500 μm square. Arrangement. Xm in the region A and Xn in the region B, Y1 (Y2) in the region A, and Y3 (Y4) in the region B were designed with different sizes.
FIG. 6D shows a square arrangement in which the longest diameter is staggered, in which Xm is alternately replaced with Xn after the square arrangement of FIG. 6A is performed.
Electronic data was created by adding the height H of the convex portion to the convex portion arrangement designed as described above. Although the three-dimensional shape of the convex portion can be arbitrarily selected, a circular dome shape is adopted in the embodiment. The resist is irradiated with light based on the created electronic data, creating a convex shape, creating a mold that is inverted, and subsequently electroforming nickel to create a nickel mold having a convex shape .
Various molds were prepared by changing Xm, Xn, Y1 (Y2), Y3 (Y4), H, and θ by the above method.
At the time of surface processing, the temperature of the electrophotographic photosensitive member and the mold is controlled so that the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member becomes a predetermined temperature, and the electrophotographic photosensitive member and the pressure member are pressed at a desired pressure while performing electrophotography. The photoreceptor is rotated in the circumferential direction. Thereby, a concave portion was formed on the entire surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member. As described above, an electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was prepared.
(Observation of the surface of the electrophotographic photoreceptor)
The surface of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is enlarged and observed with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, trade name: VK-9500) with a 10 to 50 times lens, and the electrophotographic photosensitive member is as described above. The specific recessed part and flat part provided in the surface of this were determined.
At the time of observation, adjustment was performed so that there is no inclination in the longitudinal direction of the electrophotographic photosensitive member, and the circumferential direction was focused on the apex of the arc of the electrophotographic photosensitive member. A square region having a side of 500 μm was obtained by connecting the enlarged images with an image connection application. Moreover, about the obtained result, image processing height data was selected with attached image analysis software, and the filter process was performed by the filter type median. Based on the above observation, the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined.
In addition, the surface of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was observed by the same method as described above using another laser microscope (trade name: X-200, manufactured by Keyence Corporation). In this case, the same result as that obtained when the above laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, trade name: VK-9500) was used was obtained. In the following examples, a laser microscope (manufactured by Keyence Co., Ltd., trade name: VK-9500) and a 50 × lens were used for observing an electrophotographic photoreceptor having a concave portion on the surface.
(Calculation of image quality degradation index)
The electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was observed with a CCD camera using GX-700 manufactured by Rebox Co., Ltd., and photographic data in a square region having a side of 10.84 mm was obtained. The binarization process was performed on the acquired image to acquire the coordinates of the concave portion arrangement. Next, the opening shape of the specific recesses obtained by laser microscope observation was reflected in the coordinates of the recess arrangement, and the arrangement of multiple recesses (A) was made.
In addition, when the mold is observed using the laser microscope, and the outer peripheral shape of the convex portion of the mold matches the opening shape of the specific concave portion that was observed earlier, the convex portion arrangement used when creating the mold is used. This electronic data was taken as the arrangement (A) of a plurality of recesses.
As the screen pattern (B), the following two were created using a conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome 2 gradation (halftone screen).
-Square layout screen pattern 1 (SCR1) with a circular dot shape, line number 106 lpi, angle 45 °, printing rate 40%
-Square layout screen pattern 2 (SCR2) with a circular dot shape, 212 lpi line, 45 ° angle, 40% printing rate
The image quality degradation index was calculated according to the calculation method described above using the plurality of concave portion arrangements (A) and screen patterns (B) obtained above. Adobe (Photoshop) was used to create the image (C). For particle analysis, Keyence Corporation particle analysis software (GRADING ANALYSIS) VH-H1G1 was used.
(Image quality evaluation 1)
The electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a cyan station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
The dither matrix set to cyan in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi.
A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 1 (HT1) composed of screen pattern 1 (SCR1) having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 1 (HT1) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
Halftone 1 (HT1) was ranked by visual evaluation compared to the limit sample. The limit sample is composed of 20 halftone images having different image quality degradation levels, which are output using a halftone image having no image quality degradation and an electrophotographic photosensitive member having a recess on the surface, with 20 electrophotographic device developers as subjects. Were set in comparison. The contents of the limit sample are shown below.
A: Image that all subjects judged that the image quality did not deteriorate
B: Image with different judgments as to whether or not the roughness is reduced by the subject
C: An image with different judgments as to whether or not the moire has been reduced by the subject.
D: The best image among all the images judged by all the subjects to be less crisp
E: The best image among all the images judged by all the subjects to have reduced moire
In this example, A to C are acceptable image quality degradation.
(Image quality evaluation 2)
In the image output of image quality evaluation 1, the dither matrix set to cyan in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi. A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 2 (HT2) composed of screen pattern 2 (SCR2) having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 2 (HT2) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(Image quality evaluation 3)
An electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a black station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
The dither matrix set to black in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi. A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 3 (HT3) composed of screen pattern 1 (SCR1) having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 3 (HT3) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(Image quality evaluation 4)
An electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a black station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
A gray scale with a density of 40% was created in A4 size by Adobe Photoshop and output via a printer driver. Halftone 4 composed of screen pattern 2 (SCR2) with a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a print rate of 40% by selecting halftone: resolution and resolution: 1200 dpi in the printer driver settings. (HT4) was obtained. The obtained halftone 4 (HT4) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(Image flow evaluation 1)
A photoreceptor having a concave portion on the surface was mounted on a cyan station (contact charging method) of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7055) manufactured by Canon Inc.
First, in an environment of 30 ° C./80% RH, the charging device and image exposure are performed so that the dark portion potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the light portion potential (Vl) is −200 V, and the development potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set. The dither matrix was changed to that used for image quality evaluation.
Next, as shown in Table 2, a polyurethane rubber cleaning blade having a hardness of 77 ° was set so that the contact angle with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member was 28 ° and the contact pressure was 15 g / cm. With the heater (drum heater) for the electrophotographic photosensitive member turned off, 50000 continuous evaluation charts for images with a 5% A4 printing ratio were output in an environment of 30 ° C./80% RH.
Subsequently, with the heater (drum heater) for the electrophotographic photosensitive member turned off, an evaluation chart for an image with a 5% A4 horizontal printing rate is output continuously in an environment of 30 ° C./80% RH. The sample was left for 3 days in a 30 ° C./80% RH environment with the power off.
After being left for 3 days, the electrophotographic apparatus was started up, and an image of 1 dot-1 space with an A4 horizontal output resolution of 600 dpi was formed, and the image density in the vicinity of the charging device and the image reproducibility of the entire A4 were evaluated as follows. .
A: In the vicinity of the charging device, there is no dot disturbance or scattering (that is, no image flow), and the image reproducibility is good.
B: In the vicinity of the charging device, a slight dot disturbance is observed when magnified, but there is no scattering, and the image reproducibility is good for other portions.
C: In the vicinity of the charging device, the dots are slightly disturbed or scattered when magnified, but the image reproducibility is good for other portions.
D: Disturbance and scattering of dots occur in the vicinity of the charging device when magnified, but the image reproducibility is good for other portions.
E: Whitening occurs on the image in the vicinity of the charging device, and the image reproducibility is slightly low in other portions.
(Image flow evaluation 2 to 10)
Except for the hardness and setting (contact angle and contact pressure) of the cleaning blade as shown in Table 3, the actual evaluation of the electrophotographic photosensitive member was performed in the same manner as the image flow evaluation 1 of the photosensitive member having a concave portion on the surface. went.
A photoconductor having a concave portion on the surface was mounted on a black station (corona charging system) of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7055) manufactured by Canon Inc. Except for the hardness and setting (contact angle and contact pressure) of the cleaning blade as shown in Table 4, the actual evaluation of the electrophotographic photosensitive member was performed in the same manner as the image flow evaluation 1 of the photosensitive member having a recess on the surface. went.
Using the electrophotographic photosensitive members A, B, C, and D before the formation of the recesses, the recesses are formed by mold press-contact shape transfer using the square arrangement mold shown in FIG. Photoconductors AA-1 to 40, BA-1 to 3, CA-1, and DA-1 were prepared. Table 5 shows the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
The surface of these electrophotographic photoreceptors was observed by the above-described method, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated. As the screen pattern (B), the above-described screen pattern 1 (SCR1) and screen pattern 2 (SCR2) were used. The results are shown in Table 5.
Further, when the cross section of the vicinity of the second charge transport layer, which is the surface layer of the electrophotographic photosensitive member CA-1, was observed, as shown in FIG. 8A, not only the surface of the second charge transport layer. Also, a concave portion corresponding to the surface of the charge transport layer (interface between the charge transport layer and the second charge transport layer) was formed. A concave portion as shown in FIG. 8B was formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member CA-1. A white line rectangle in FIG. 8B is a square region having a side of 500 μm.
Using the electrophotographic photoreceptors A, B, C, and D before the formation of the recesses, the irregularly placed mold shown in FIG. 6B is used to form the recesses by mold press-fitting shape transfer, and the electrons having the recesses on the surface. Photoconductors AB-1 to 40, BB-1, CB-1, and DB-1 were prepared. Table 6 shows the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 6.
Using the electrophotographic photosensitive member A before forming the concave portion, using the mold having the arrangement shown in FIGS. 6C and 6D, the concave portion is formed by mold pressure contact shape transfer, and the surface has the concave portion. AC-1 and AD-1 were prepared. Table 7 shows the mold used for pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 7.
A conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on the support in the same manner as in the production example of the photoreceptor A before forming the recess. Next, the following substances were dissolved in 20.9 parts of 1-methoxy-2-propanol to prepare a coating solution for the second charge transport layer (protective layer).
・ Acrylic polyol (trade name: JONCRYL-587, manufactured by Johnson Polymers) 1.5 parts
Melamine resin (trade name: CYMEL-303, manufactured by Cytec Industries)
... 2.1 parts
N, N, N ′, N′-tetrakis-[(4-hydroxymethyl) phenyl] -biphenyl-4,4′-diamine (THM-TBD) as a charge transport component
... 1.16 parts
-N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-hydroxyphenyl) -terphenyl-diamine (DHTER) as a charge transport component ... 1.93 parts
・ Acid catalyst (trade name: Nacure 5225, manufactured by King Chemical Industries) 0.05 parts
Prior to curing the coating film obtained by dip-coating the coating solution for the second charge transport layer on the charge transport layer, the surface temperature of the coating film was set to room temperature (25 The shape of the mold was transferred to the surface of the coating film while being maintained at (° C.). Next, a second charge transport layer (protective layer) having a film thickness of 6 μm was formed by thermosetting at 140 ° C. for 40 minutes.
As described above, electrophotographic photoreceptors EA-1 and EB-1 having concave portions on the surface were produced. Tables 8 and 9 show the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Tables 8 and 9.
(Production Example 5 of electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface)
A dry blasting process is performed on the photoreceptor A before forming the recesses by using a dry blasting apparatus having a configuration shown in FIG. 9 so that a plurality of dimple-shaped recesses are formed on the entire surface (peripheral surface) of the electrophotographic photoreceptor. Formed.
In FIG. 9, reference numeral 901 denotes an injection nozzle for particles (abrasive particles) 905. Reference numeral 902 denotes a nozzle fixing jig for fixing the injection nozzle 901. Reference numeral 903 denotes an air (compressed air) introduction path. Reference numeral 904 denotes a path for guiding particles (abrasive particles) 905 stored in the container to the injection nozzle 901. Reference numeral 905 denotes particles (abrasive particles). Reference numeral 906 denotes a work support member for supporting the work 907. Reference numeral 907 denotes a work (an electrophotographic photosensitive member on which a concave portion is formed on the surface). Reference numeral 908 denotes an injection nozzle support member for supporting the injection nozzle 901. Reference numeral 909 denotes an injection nozzle fixing jig for fixing the injection nozzle 901.
As described above, an electrophotographic photosensitive member P having a concave portion on the surface was produced. The conditions for the dry blast treatment are as follows. After dry blasting, particles (abrasive particles) remaining on the peripheral surface of the workpiece were removed by blowing compressed air.
Particles (abrasive particles): spherical glass beads with an average particle size of 30 μm (trade name: UB-01L, manufactured by Union)
・ Air (compressed air) spraying pressure: 0.343 MPa (3.5 kgf / cm 2 ) Injection nozzle moving speed: 430 mm / s (up and down arrow direction in FIG. 9)
・ Work rotation speed: 288 rpm (in the direction of the rotation arrow in FIG. 9)
・ Distance between discharge port of injection nozzle and workpiece: 100mm
・ Discharge angle of particles (abrasive particles): 90 °
-Supply amount of particles (abrasive particles): 200 g / min
・ Blasting frequency: One way x 2 times
The electrophotographic photosensitive member P is observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion are determined. The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 10.
The above-mentioned image quality evaluation 1 was performed on the photoreceptors AA-8 to 15, 18 to 20, 22 to 24, 28, 29, 31, 32, and 35 having concave portions on the surface. Further, the photoreceptors AB-8, 9, 12-15, 18-20, 22-24, 28, 29, 31, 32, 35, the photoreceptor AC-1, the photoreceptor AD-1, the photoreceptor CA-1, The above-described image quality evaluation 1 was performed on the photoconductor DA-1, the photoconductor CB-1, and the photoconductor DB-1. Furthermore, the evaluation shown in Table 11 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 11.
(Examples 43 and 44)
The above-described image quality evaluation 3 was performed on the photoreceptors BA-1 and BB-1 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 11 to 20 were performed. The results are shown in Table 12.
(Examples 45-75)
The above-mentioned image quality evaluation 2 was performed on the photoreceptors AA-8, 9, 12-15, 18-20, and 22-24 having concave portions on the surface. Further, the photoreceptors AB-8, 9, 12-15, 18-20, 22-24, 31, 32, the photoreceptor AD-1, the photoreceptor CA-1, the photoreceptor DA-1, the photoreceptor CB-1, The above-mentioned image quality evaluation 2 was performed on the photoreceptor DB-1. Furthermore, the evaluation shown in Table 13 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 13.
(Examples 76 and 77)
The above-mentioned image quality evaluation 4 was performed on the photoreceptors BA-1 and BB-1 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 11 to 20 were performed. The results are shown in Table 14.
(Comparative Examples 1-5)
The above-described image quality evaluation 1 was performed on the electrophotographic photoreceptors A to E having no concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 2, 6, and 9 were performed. The results are shown in Table 15.
(Comparative Examples 6 to 52)
The above-mentioned image quality evaluation 1 was performed on the photoreceptors AA-1 to 7, 16, 17, 21, 25 to 27, 30, 33, 34, and 36 to 40 having concave portions on the surface. Photoconductors AB-1 to 7, 10, 11, 16, 17, 21, 25 to 27, 30, 33, 34, 36 to 40, and photoconductor EA-1, photoconductor EB-1, and photoconductor P The above-described image quality evaluation 1 was performed. Furthermore, the evaluation shown in Table 16 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 16.
In particular, in Comparative Examples 50 and 51, the longest diameter, depth, area, and arrangement of the openings of the specific recesses of the photoreceptors EA-1 and EB-1 satisfy the same requirements as in the examples. However, since shape transfer by a mold is performed before the coating film is cured, the area of the flat portion is small and the effect of suppressing image flow is insufficient.
In Comparative Example 52, the area of the specific concave portion of the photoreceptor P is large and the area of the flat portion is small, so that the image flow is not sufficiently suppressed, and the arrangement of the concave portions does not satisfy the requirements of the example. The bitterness decreased.
(Comparative Examples 53 and 54)
The above-mentioned image quality evaluation 3 was performed on the photoreceptors BA-2 and 3 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 13, 16, and 19 were performed. The results are shown in Table 17.
(Comparative Examples 55-112)
Photoconductors AA-1 to 11, 16, 17, 21, 25 to 40 having concave portions on the surface, photoconductors AB-1 to 11, 16, 17, 21, 25 to 30, 33 to 40, and photoconductor AC- 1. The above-described image quality evaluation 2 was performed on the photoconductor EA-1, the photoconductor EB-1, and the photoconductor P. Furthermore, the evaluation shown in Table 18 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 18.
(Comparative Examples 113 and 114)
The above-described image quality evaluation 4 was performed on the photoreceptors BA-2 and 3 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 13, 16, and 19 were performed. The results are shown in Table 19.
Thus, if the configuration of the embodiment is adopted, the prior art is further developed, and an electrophotographic apparatus and an electrophotographic photosensitive member in which image flow is less likely to occur and image quality deterioration due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member is further suppressed. The body can be provided.
本発明によれば、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下を抑制することができる画像形成装置及び電子写真感光体が提供される。 According to the present invention, there are provided an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member that are less likely to cause image flow and that can suppress deterioration in image quality due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
本発明は、画像形成装置及び電子写真感光体に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member.
電子写真感光体の表面には、帯電やクリーニングなどの電気的外力や機械的外力が加えられるため、これらの外力に対する耐久性(耐摩耗性など)が要求される。 Since an electric external force such as charging or cleaning or a mechanical external force is applied to the surface of the electrophotographic photosensitive member, durability against such external force (such as wear resistance) is required.
この要求に対して、従来から、電子写真感光体の表面層に耐摩耗性の高い樹脂を用いるなどの改良技術が用いられている。 In response to this requirement, conventionally, improved techniques such as using a highly wear-resistant resin for the surface layer of the electrophotographic photosensitive member have been used.
一方、電子写真感光体の表面の耐摩耗性を高めることによって生じる課題として、画像流れが挙げられる。画像流れは、電子写真感光体の表面の帯電によって生じるオゾンや窒素酸化物などの酸化性ガスにより、電子写真感光体の表面層に用いられている材料が劣化したり、水分の吸着によって電子写真感光体の表面が低抵抗化したりすることが原因と考えられている。そして、電子写真感光体の表面の耐摩耗性が高くなるほど、電子写真感光体の表面のリフレッシュ(劣化した材料や吸着した水分などの画像流れ原因物質の除去)がなされにくくなり、画像流れが発生しやすくなる。 On the other hand, a problem caused by increasing the wear resistance of the surface of the electrophotographic photosensitive member is image flow. In the image flow, the material used for the surface layer of the electrophotographic photosensitive member deteriorates due to an oxidizing gas such as ozone or nitrogen oxide generated by charging of the surface of the electrophotographic photosensitive member, or electrophotography occurs due to moisture adsorption. This is considered to be caused by the fact that the surface of the photoreceptor is lowered in resistance. The higher the abrasion resistance of the surface of the electrophotographic photosensitive member, the more difficult the surface of the electrophotographic photosensitive member is refreshed (removal of materials that cause image flow such as deteriorated materials and adsorbed moisture), resulting in image flow. It becomes easy to do.
画像流れを改善する技術として、特許文献1には、乾式ブラスト処理または湿式ホーニング処理によって電子写真感光体の表面にディンプル形状の凹部を付与する技術が開示されている。特許文献1によれば、電子写真感光体の表面に複数のディンプル形状の凹部を設けることによって、初期から5000枚程度までの画像流れを抑制することができる。 As a technique for improving image flow, Patent Document 1 discloses a technique for providing a dimple-shaped recess on the surface of an electrophotographic photosensitive member by dry blasting or wet honing. According to Patent Document 1 , by providing a plurality of dimple-shaped concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member, it is possible to suppress image flow from the initial stage to about 5000 sheets.
また、特許文献2には、電子写真感光体の表面に複数の凹部を高い面積率で設けることによって、高温高湿環境下でも初期から50000枚程度までのドット再現性を良好に維持する、すなわち画像流れを抑制する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2 , by providing a plurality of concave portions with a high area ratio on the surface of the electrophotographic photosensitive member, the dot reproducibility from the initial stage to about 50000 sheets can be maintained well even under a high temperature and high humidity environment. A technique for suppressing image flow is disclosed.
また、特許文献3には、電子写真感光体の表面に凹部を低い面積率で設ける技術が開示されている。 Patent Document 3 discloses a technique for providing a recess with a low area ratio on the surface of an electrophotographic photosensitive member.
上記のように、画像流れを抑制する技術として、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設ける技術が検討されている。複数の凹部を設計するにあたっては、主に、表面粗さ、各凹部の大きさ、あるいは、一定面積における凹部の個数といった項目が注目されている。 As described above, a technique for providing a plurality of recesses on the surface of an electrophotographic photosensitive member has been studied as a technique for suppressing image flow. In designing a plurality of recesses, items such as the surface roughness, the size of each recess, or the number of recesses in a certain area are attracting attention.
一方で、複数の凹部の設計項目として、「凹部の配置」という項目がある。従来、凹部の密度については検討されているものの、各凹部をどのように並べるかについては注目されていない。 On the other hand, there is an item “arrangement of recesses” as a design item for a plurality of recesses. Conventionally, the density of the recesses has been studied, but no attention has been paid to how the recesses are arranged.
凹部の配置に注目した技術として、特許文献2に、電子写真感光体の回転方向50μm以内に凹部を配置することで、傷の成長を抑制する技術が開示さている。 As a technique paying attention to the arrangement of the recesses, Patent Document 2 discloses a technique for suppressing the growth of scratches by disposing the recesses within 50 μm in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member.
本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。即ち、本発明の目的は、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下を抑制することができる画像形成装置及び電子写真感光体を提供することである。 The present invention is a further development of the above prior art. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member that are less likely to cause image flow and that can suppress deterioration in image quality due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
本発明によれば、少なくとも支持体および該支持体の上に形成された感光層を備えた電子写真感光体と、
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターンを少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面には深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部を除く部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出された画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
According to the present invention, an electrophotographic photosensitive member comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a screen pattern generated by a pseudo halftone process formed of dots as a method of expressing gradation Because
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in the portion except the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<演算処理>
(1)前記スクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
式(1):f=σ/SM
が提供される。
<Calculation processing>
(1) from said screen pattern (B), remove the portions overlapping with the plurality of recesses, and the image (C) for (2) Image (C) subjected to particle analysis, the average value SM of dot area, dot Calculate the standard deviation (σ) of the area (3) Obtain the image quality degradation index (f) by the following equation (1). Equation (1): f = σ / SM
Is provided.
また、本発明によれば、少なくとも支持体および該支持体の上に形成された感光層を備えた電子写真感光体と、
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターンを少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、前記電子写真感光体に接触してクリーニングするブレードと、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面の少なくとも前記ブレードとの接触領域には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部を除く部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
Further, according to the present invention, an electrophotographic photosensitive member comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
An image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a screen pattern generated by pseudo halftone processing formed of dots as a technique for expressing gradation, and the electrophotographic photosensitive member A blade that contacts and cleans the image forming apparatus,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in at least a contact region with the blade on the surface of the electrophotographic photosensitive member,
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in the portion except the recess 80000μm 2 to 240,000 μm 2 ,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<演算処理>
(1)前記スクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
式(1):f=σ/SM
が提供される。
<Calculation processing>
(1) from said screen pattern (B), remove the portions overlapping with the plurality of recesses, and the image (C) for (2) Image (C) subjected to particle analysis, the average value SM of dot area, dot Calculate the standard deviation (σ) of the area (3) Obtain the image quality degradation index (f) by the following equation (1). Equation (1): f = σ / SM
Is provided.
さらに、本発明によれば、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターンを少なくとも利用して静電潜像が形成される電子写真感光体であって、
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部を除く部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
Furthermore, according to the present invention, there is provided an electrophotographic photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed using at least a screen pattern generated by a pseudo halftone process formed by dots as a technique for expressing gradation. ,
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
On the surface of the electrophotographic photosensitive member, a plurality of recesses having a depth of 0.5 μm to 5 μm and a longest diameter of the opening of 20 μm to 80 μm are formed,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in the portion except the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<演算処理>
(1)前記スクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
式(1):f=σ/SM
が提供される。
<Calculation processing>
(1) from said screen pattern (B), remove the portions overlapping with the recess of the plurality of, and the image (C) for (2) Image (C) subjected to particle analysis, the average value SM of dot area, dot Calculate the standard deviation (σ) of the area (3) Obtain the image quality degradation index (f) by the following equation (1). Equation (1): f = σ / SM
Is provided.
さらに、本発明によれば、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターンを少なくとも利用して静電潜像が形成されるともにブレードによりその表面がクリーニングされる電子写真感光体であって、
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面の前記ブレードとの接触領域には、深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部を除く部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
Furthermore, according to the present invention, an electrostatic latent image is formed using at least a screen pattern generated by a pseudo halftone process formed of dots as a technique for expressing gradation, and the surface is cleaned by a blade. An electrophotographic photosensitive member,
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in a contact area with the blade on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in the portion except the recess 80000μm 2 to 240,000 μm 2 ,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<演算処理>
(1)前記スクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
式(1):f=σ/SM
が提供される。
<Calculation processing>
(1) from said screen pattern (B), remove the portions overlapping with the recess of the plurality of, and the image (C) for (2) Image (C) subjected to particle analysis, the average value SM of dot area, dot Calculate the standard deviation (σ) of the area (3) Obtain the image quality degradation index (f) by the following equation (1). Equation (1): f = σ / SM
Is provided.
本発明によれば、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下を抑制することができる画像形成装置及び電子写真感光体を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member that are less likely to cause image flow and that can suppress deterioration in image quality due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
本例の特徴は、下記4つの項目を兼ねそろえている点である。 The feature of this example is that it combines the following four items.
特徴1:凹部の開口部の最長径(長軸径)が大きい
特徴2:凹部の面積の割合が少ない
特徴3:平坦部の面積の割合が多い
特徴4:凹部が特定の基準を満たすように配置されている
特徴1〜3は画像流れを抑制する項目であり、特徴4は画質低下を抑制する項目である。以下、詳述する。
Feature 1: The longest diameter (major axis diameter) of the opening of the recess is large. Feature 2: The proportion of the area of the recess is small. Feature 3: The proportion of the area of the flat portion is large. Feature 4: The recess satisfies the specific standard. The arranged features 1 to 3 are items for suppressing image flow, and a feature 4 is an item for suppressing deterioration in image quality. Details will be described below.
<画像流れの抑制>
まず、画像流れを抑制する項目である、特徴1〜3について説明する。本例の特徴1〜3における、上述したWO05/093518号(国際公開番号)公報記載の技術に対する特徴は、電子写真感光体の表面における平坦部の面積の割合が多い点である。乾式ブラスト処理や湿式ホーニング処理を用いて電子写真感光体の表面にディンプル形状の凹部を設ける場合、電子写真感光体の表面に対してランダムに粒子を衝突させることになるため、凹部以外の部分(凹部を除く部分)のうち、平坦部の面積の割合はきわめて少なくなる。
<Suppression of image flow>
First, features 1 to 3 that are items for suppressing image flow will be described. In the features 1 to 3 of this example, the feature of the technique described in the above-mentioned WO 05/093518 (International Publication Number) is that the ratio of the area of the flat portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member is large. If using a dry blast treatment or a wet honing treatment is provided a recess dimple-shaped on the surface of the electrophotographic photosensitive member, to become the impinging particles randomly to the surface of the electrophotographic photosensitive member, a portion other than the recess ( The ratio of the area of the flat portion in the portion excluding the concave portion is extremely small.
また、本例の特徴1〜3における、特開2011−22578号公報記載の技術に対する特徴についても、WO05/093518号(国際公開番号)公報に対する特徴と同様に、電子写真感光体の表面における平坦部の面積の割合が多い点である。 In addition, regarding the features described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-22578 in the features 1 to 3 of this example, the surface on the surface of the electrophotographic photosensitive member is flat as in the case of the features of WO05 / 093518 (International Publication Number). The ratio of the area of the part is large.
また、本例の特徴1〜3における、上述した特開2007−233355号公報や特開2007−233359号公報記載の技術に対する特徴は、開口部の最長径(長軸径)が大きい凹部が電子写真感光体の表面に設けられている点と、この凹部の面積率が少ない点である。 In addition, in the features 1 to 3 of this example, the feature described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233355 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233359 is that the concave portion having a large longest diameter (major axis diameter) is the The point provided on the surface of the photographic photosensitive member and the area ratio of the recesses are small.
なお、本例では、凹部の面積とは、電子写真感光体の表面を、感光体の表面に直交する法線方向(円筒状の感光体の場合は径方向)と実質平行に、上から見たときの凹部の面積であり、凹部の開口部の面積を意味する。平坦部や凸部に関しても同様である。 In this example, the area of the recess means that the surface of the electrophotographic photoreceptor is substantially parallel to the normal direction perpendicular to the surface of the photoreceptor (the radial direction in the case of a cylindrical photoreceptor) from above. It is the area of the recess when it is, and means the area of the opening of the recess. The same applies to flat portions and convex portions.
本発明者らの検討の結果は次のとおりであった。開口部の最長径が大きな凹部(好ましくは、開口部の最短径も大きな凹部)を電子写真感光体の表面に疎に配置し、かつ、当該凹部以外の部分の中でも特に平坦部の面積を多くとる。これによって、画像流れの抑制効果が飛躍的に向上することがわかった。即ち、帯電装置近傍で顕著に発生する画像流れ、あるいは、高温高湿環境下で電子写真装置を数日間放置した場合に生じやすい起動直後の画像流れに対して、十分な効果が得られることがわかった。 The results of the study by the present inventors were as follows. A recess having a large longest diameter of the opening (preferably a recess having a large shortest diameter of the opening) is sparsely arranged on the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the area of the flat portion is particularly large among the portions other than the recess. Take. As a result, it has been found that the effect of suppressing image flow is dramatically improved. That is, a sufficient effect can be obtained for an image flow that occurs remarkably in the vicinity of the charging device, or an image flow immediately after startup that is likely to occur when the electrophotographic apparatus is left for several days in a high-temperature and high-humidity environment. all right.
開口部の最長径の大きな凹部を疎に配置することによって、クリーニングブレードのビビリが適度に抑制され、電子写真感光体の表面とクリーニングブレードの安定的な摺擦状態が作り出される。それとともに、凹部に対するクリーニングブレードの圧力は相対的に低くなるため、凹部以外の部分に対する圧力が相対的に高くなる。そして、圧力が高くなる凹部以外の中でも、電子写真感光体の表面の効率的なリフレッシュが行われやすい平坦部が多くなるようにすることによって、電子写真感光体の表面に付着した画像流れ原因物質の除去が行われやすくなる。 By sparsely arranging the recesses with the longest diameter of the opening, chattering of the cleaning blade is moderately suppressed, and a stable rubbing state between the surface of the electrophotographic photosensitive member and the cleaning blade is created. At the same time, the pressure of the cleaning blade with respect to the recesses is relatively low, so that the pressure with respect to portions other than the recesses is relatively high. In addition to the concave portions where the pressure increases, the image flow causative substance adhering to the surface of the electrophotographic photosensitive member is increased by increasing the number of flat portions on which the surface of the electrophotographic photosensitive member can be efficiently refreshed. It becomes easy to be removed.
本発明者らは、このようなメカニズムによって、画像流れの抑制効果が飛躍的に向上していると考えている。 The present inventors believe that the image flow suppression effect is dramatically improved by such a mechanism.
具体的には、電子写真感光体の表面には、深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が設けられる。深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部を、以下「特定凹部」ともいう。 Specifically, the surface of the electrophotographic photoreceptor is provided with a plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less. A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are also referred to as “specific recesses”.
特定凹部は、電子写真感光体の表面の任意の位置において、一辺が500μmの正方形領域(面積が250000μm2)を配置(抽出)したとき、電子写真感光体の表面に次のように設けられる。即ち、その一辺が500μmの正方形領域における特定凹部の面積(総面積)が10000μm2以上90000μm2以下になるように設けられる。 The specific recess is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member as follows when a square region (area: 250,000 μm 2 ) having a side of 500 μm is arranged (extracted) at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member. That is, the area of the particular recess one side is in the 500μm square area of (the total area) is provided so that the 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less.
なお、電子写真感光体の表面が曲面である場合は次のとおりである。例えば、電子写真感光体が円筒状である場合、電子写真感光体の表面(周面)は周方向に曲がった曲面となっている。この場合において「電子写真感光体の表面の任意の位置に一辺500μmの正方形領域を配置」するとは、その曲面を平面に補正した場合に、その平面において正方形になるような領域を電子写真感光体の表面の任意の位置に配置するということを意味する。 In addition, when the surface of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface, it is as follows. For example, when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, the surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface curved in the circumferential direction. In this case, “arranging a square region having a side of 500 μm at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member” means that when the curved surface is corrected to a flat surface, the region that becomes a square in the flat surface is the electrophotographic photosensitive member. It means that it is arranged at an arbitrary position on the surface of.
また、電子写真感光体の表面には、特定凹部に加えて平坦部が設けられる。そして、平坦部は、電子写真感光体の表面に次のように設けられる。即ち、電子写真感光体の表面の任意の位置に一辺500μmの正方形領域を配置したとき、その一辺500μmの正方形領域における平坦部の面積(総面積)が80000μm2以上240000μm2以下になるように設けられる。 In addition to the specific recess, a flat portion is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member. The flat portion is provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member as follows. That is, when a square region having a side of 500 μm is arranged at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member, the area (total area) of the flat portion in the square region having a side of 500 μm is set to be 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less. It is done.
電子写真感光体の表面の特定凹部や平坦部などは、例えば、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。 The specific concave portion or flat portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member can be observed using a microscope such as a laser microscope, an optical microscope, an electron microscope, or an atomic force microscope.
レーザー顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡VK−8550、超深度形状測定顕微鏡VK−9000、超深度形状測定顕微鏡VK−9500、VK−X200。(株)菱化システム製の表面形状測定システムSurface Explorer SX−520DR型機。オリンパス(株)製の走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000。レーザーテック(株)製のリアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130。 As the laser microscope, for example, the following devices can be used. Keyence Corporation ultra-deep shape measurement microscope VK-8550, ultra-deep shape measurement microscope VK-9000, ultra-deep shape measurement microscope VK-9500, VK-X200. Surface shape measuring system Surface Explorer SX-520DR type machine manufactured by Ryoka System Co., Ltd. Scanning confocal laser microscope OLS3000 manufactured by Olympus Corporation. Real color confocal microscope Oplitex C130 manufactured by Lasertec Corporation.
光学顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX−500、デジタルマイクロスコープVHX−200。オムロン(株)製の3DデジタルマイクロスコープVC−7700。 As the optical microscope, for example, the following devices can be used. Keyence Corporation digital microscope VHX-500, digital microscope VHX-200. 3D digital microscope VC-7700 manufactured by OMRON Corporation.
電子顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製の3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−8800。エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の走査型電子顕微鏡コンベンショナル/Variable Pressure SEM。(株)島津製作所製の走査型電子顕微鏡SUPERSCAN SS−550。 As the electron microscope, for example, the following devices can be used. Keyence 3D Real Surface View Microscope VE-9800, 3D Real Surface View Microscope VE-8800. Scanning electron microscope conventional / variable pressure SEM manufactured by SII Nanotechnology. A scanning electron microscope SUPERSCAN SS-550 manufactured by Shimadzu Corporation.
原子力間顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。(株)キーエンス製のナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000。エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の走査型プローブ顕微鏡NanoNaviステーション。(株)島津製作所製の走査型プローブ顕微鏡SPM−9600。 As the atomic force microscope, for example, the following devices can be used. Nanoscale hybrid microscope VN-8000 manufactured by Keyence Corporation. Scanning probe microscope NanoNavi station manufactured by SII Nanotechnology. Scanning probe microscope SPM-9600 manufactured by Shimadzu Corporation.
上記一辺500μmの正方形領域の観察や、後述の画像(C)を得るための観察は、特定凹部が判別できる限り、低倍率で行ってもよいし、高倍率で部分的な観察を行った後、ソフトを用いるなどして複数の部分画像を連結するようにしてもよい。 The observation of the 500 μm square area and the observation for obtaining the image (C) described below may be performed at a low magnification or after a partial observation at a high magnification as long as the specific concave portion can be identified. A plurality of partial images may be connected using software or the like.
一辺500μmの正方形領域における特定凹部および平坦部の判定(定義)などについて説明する。 The determination (definition) of the specific recessed portion and the flat portion in a square region having a side of 500 μm will be described.
まず、電子写真感光体の表面を顕微鏡で拡大観察する。例えば、電子写真感光体が円筒状である場合のように電子写真感光体の表面(周面)が周方向に曲がった曲面となっている場合は、その曲面の断面プロファイルを抽出し、曲線(電子写真感光体が円筒状であれば円弧)をフィッティングする。 First, the surface of the electrophotographic photoreceptor is enlarged and observed with a microscope. For example, when the surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member is a curved surface curved in the circumferential direction as in the case where the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, a cross-sectional profile of the curved surface is extracted and a curved line ( If the electrophotographic photosensitive member is cylindrical, an arc) is fitted.
図7に、フィッティングの例を示す。図7に示す例は、電子写真感光体が円筒状である場合の例である。図7中、実線の701は電子写真感光体の表面(曲面)の断面プロファイルであり、破線の702は断面プロファイル701にフィッティングした曲線である。その曲線702が直線になるように断面プロファイル701の補正を行い、得られた直線を電子写真感光体の長手方向(周方向に直交する方向)に拡張した面を基準面とする。電子写真感光体が円筒状でない場合も、円筒状である場合と同様にして基準面を得る。 FIG. 7 shows an example of fitting. The example shown in FIG. 7 is an example when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical. In FIG. 7, a solid line 701 is a cross-sectional profile of the surface (curved surface) of the electrophotographic photosensitive member, and a broken line 702 is a curve fitted to the cross-sectional profile 701. The cross-sectional profile 701 is corrected so that the curve 702 becomes a straight line, and a surface obtained by extending the obtained straight line in the longitudinal direction (direction perpendicular to the circumferential direction) of the electrophotographic photosensitive member is used as a reference surface. Even when the electrophotographic photosensitive member is not cylindrical, the reference surface is obtained in the same manner as when the electrophotographic photosensitive member is cylindrical.
得られた基準面の0.2μm下方に位置し、基準面に平行な面を第二基準面とし、基準面の0.2μm上方に位置し、基準面に平行な面を第三基準面とする。上記一辺500μmの正方形領域のうち、第二基準面と第三基準面に挟まれる部分を当該正方形領域における平坦部とする。第三基準面よりも上に位置する部分を当該正方形領域における凸部とする。第二基準面よりも下に位置する部分を当該正方形領域における凹部とする。 The surface that is located 0.2 μm below the obtained reference surface and is parallel to the reference surface is the second reference surface, the surface that is 0.2 μm above the reference surface and is parallel to the reference surface is the third reference surface. To do. Of the square region having a side of 500 μm, a portion sandwiched between the second reference surface and the third reference surface is defined as a flat portion in the square region. A portion located above the third reference plane is defined as a convex portion in the square area. A portion located below the second reference plane is defined as a recess in the square area.
第二基準面から凹部の最低点までの距離を凹部の深さとする。第二基準面による凹部の断面を凹部の開口部とし、開口部を横切る線分のうち、最も長い線分の長さを凹部の開口部の最長径とする。 The distance from the second reference plane to the lowest point of the recess is defined as the depth of the recess. Let the cross section of the recessed part by a 2nd reference surface be an opening part of a recessed part, and let the length of the longest line segment be the longest diameter of the opening part of a recessed part among the line segments which cross an opening part.
このようにして求めた深さが0.5μm以上5μm以下の範囲にあり、開口部の最長径が20μm以上80μm以下の範囲にあるものが、凹部の中でも上記特定凹部に該当する。本例における特定凹部の深さは、1μm以上5μm以下の範囲にあることが好ましい。また、凹部の開口部を挟む2本の平行線の距離が最も短くなるときの距離を凹部の開口部の最短径とする。本例における特定凹部の開口部の最短径は、20μm以上80μm以下の範囲にあることが好ましい。 The depth determined in this manner is in the range of 0.5 μm or more and 5 μm or less, and the longest diameter of the opening is in the range of 20 μm or more and 80 μm or less corresponds to the specific recess among the recesses. The depth of the specific recess in this example is preferably in the range of 1 μm to 5 μm. Further, the distance when the distance between the two parallel lines sandwiching the opening of the recess is the shortest is the shortest diameter of the opening of the recess. The shortest diameter of the opening of the specific recess in this example is preferably in the range of 20 μm to 80 μm.
図1の(A)および(B)に、基準面101、平坦部(第二基準面102と第三基準面103に挟まれる部分)、凹部104(特定凹部)、凸部105などの関係を模式的に示す。図1の(A)および(B)は、上記補正後の断面プロファイルである。 1A and 1B, the relationship between the reference surface 101, the flat portion (the portion sandwiched between the second reference surface 102 and the third reference surface 103), the concave portion 104 (specific concave portion), the convex portion 105, and the like. This is shown schematically. 1A and 1B are cross-sectional profiles after the above correction.
図2(A)〜(G)に、特定凹部の開口部の形状(特定凹部を上から見たときの形状)の例を示す。また、図3(A)〜(G)に、特定凹部の断面形状の例を示す。 2A to 2G show examples of the shape of the opening of the specific recess (the shape when the specific recess is viewed from above). Moreover, the example of the cross-sectional shape of a specific recessed part is shown to FIG. 3 (A)-(G).
特定凹部の開口部の形状としては、例えば、図2(A)〜(G)に示すような、円、楕円、正方形、長方形、三角形、四角形、六角形などが挙げられる。また、特定凹部の断面形状としては、例えば、図3(A)〜(G)に示すような、三角形、四角形、多角形などのエッジを有するものや、連続した曲線からなる波型や、三角形、四角形、多角形のエッジの一部または全部を曲線に変形したものなどが挙げられる。 Examples of the shape of the opening of the specific recess include a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a triangle, a quadrangle, and a hexagon as shown in FIGS. Moreover, as a cross-sectional shape of a specific recessed part, as shown to FIG. 3 (A)-(G), what has edges, such as a triangle, a square, a polygon, the waveform which consists of a continuous curve, and a triangle , Quadrilaterals, polygonal edges partially or entirely deformed into curves, and the like.
電子写真感光体の表面に設けられる複数の特定凹部は、すべてが同一の形状、開口部の最長径、深さであってもよいし、異なる形状、開口部の最長径、深さのものが混在していてもよい。 The plurality of specific recesses provided on the surface of the electrophotographic photoreceptor may all have the same shape, the longest diameter and depth of the opening, or may have different shapes, the longest diameter and depth of the opening. It may be mixed.
上記特定凹部は、電子写真感光体の表面の全域に形成されていてもよいし、電子写真感光体の表面の一部分に形成されていてもよい。特定凹部が電子写真感光体の表面の一部分に形成されている場合は、少なくともクリーニング部材との接触領域の全域には特定凹部が形成されていることが好ましい。 The specific recess may be formed on the entire surface of the electrophotographic photosensitive member, or may be formed on a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member. When the specific recess is formed on a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member, it is preferable that the specific recess is formed at least in the entire contact area with the cleaning member.
また、電子写真感光体の表面に設けられる平坦部は、画像流れ原因物質の除去性を高める観点から、ある程度の大きさを持っていることが好ましく、狭小な平坦部(狭小部分)は少ないことが好ましい。具体的には、電子写真感光体の表面の任意の位置に配置される一辺500μmの正方形領域における平坦部のうち、一辺10μmの正方形領域を配置することができない狭小部分の面積の割合が次のようであることが好ましい。即ち、当該一辺500μmの正方形領域における平坦部の全面積に対して30%以下であることが好ましい。ただし、狭小部分の面積が30%以上であっても、本例での効果は得られる。 In addition, the flat portion provided on the surface of the electrophotographic photosensitive member preferably has a certain size from the viewpoint of enhancing the removability of the substance causing the image flow, and there are few narrow flat portions (narrow portions). Is preferred. Specifically, the ratio of the area of the narrow portion where the 10 μm side square area cannot be arranged among the flat parts in the 500 μm side square area arranged at an arbitrary position on the surface of the electrophotographic photosensitive member is as follows. It is preferable that it seems. That is, it is preferably 30% or less with respect to the entire area of the flat portion in the square region having a side of 500 μm. However, even if the area of the narrow portion is 30% or more, the effect in this example can be obtained.
図10は、狭小部分を説明するための図である。図10は、電子写真感光体の表面の一部を上から見たときの形状の例を示している。図10では、説明のしやすさのため、特定凹部でない部分がすべて平坦部である場合を例として挙げている。 FIG. 10 is a diagram for explaining a narrow portion. FIG. 10 shows an example of a shape when a part of the surface of the electrophotographic photosensitive member is viewed from above. In FIG. 10, for ease of explanation, a case where all the portions that are not specific recesses are flat portions is taken as an example.
図10中、1001は電子写真感光体の表面の特定凹部であり、1002は電子写真感光体の表面の平坦部に配置された一辺10μmの正方形領域であり、1003は狭小部分(図中の黒く塗り潰している部分)である。正方形領域1002は、図中の破線の正方形で示すように、平坦部においてどのような向きに配置してもよい。平坦部において正方形領域1002をどのような向きにしても配置することができない部分が、平坦部における狭小部分1003となる。 In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a specific concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member, 1002 denotes a square region having a side of 10 μm arranged on the flat portion of the surface of the electrophotographic photosensitive member, and 1003 denotes a narrow portion (black in the drawing). The part that is filled). The square region 1002 may be arranged in any direction on the flat portion as indicated by a broken-line square in the drawing. A portion where the square region 1002 cannot be arranged in any direction in the flat portion becomes a narrow portion 1003 in the flat portion.
<画質低下の抑制>
次に、画質低下を抑制する項目である特徴4について説明する。本発明者らが検討した結果、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設けることで画質が低下してしまう場合があった。この理由は、凹部が、凹部でない部分と比べて、電子写真特性が劣る傾向にあるためである。電子写真特性とは、帯電能、潜像再現性、現像効率あるいは転写効率である。凹部の電子写真特性が劣ると、画像データのうち電子写真感光体の凹部に作像される部分が忠実に再現できない。その結果、凹部の配置に応じて出力画像に濃淡が生じ、画像の粒状性(がさつき)が低下してしまう。
<Suppression of image quality degradation>
Next, feature 4 which is an item for suppressing image quality deterioration will be described. As a result of investigations by the present inventors, the image quality may be deteriorated by providing a plurality of recesses on the surface of the electrophotographic photosensitive member. The reason for this is that the concave portions tend to have inferior electrophotographic characteristics as compared with portions that are not concave portions. The electrophotographic characteristics are charging ability, latent image reproducibility, development efficiency or transfer efficiency. If the electrophotographic characteristics of the recess are inferior, the portion of the image data that is imaged in the recess of the electrophotographic photosensitive member cannot be faithfully reproduced. As a result, the output image is shaded according to the arrangement of the recesses, and the granularity (roughness) of the image is reduced.
さらに、階調を表現する方法としてドットで形成される擬似中間調処理を用いる場合には、粒状性(がさつき)の低下に加えて、モアレも発生してしまう。粒状性(がさつき)の低下とモアレは以下のメカニズムによって発生する。 Furthermore, when pseudo halftone processing formed with dots is used as a method of expressing gradations, moire is generated in addition to a decrease in graininess. The decrease in graininess (guzziness) and moire are caused by the following mechanism.
まず、中間調は、疑似中間調処理によってスクリーンと呼ばれる小さなドットの集合で構成される画像データに変換される。スクリーンを作像する際、凹部と重なっている部分は忠実に再現されないため、ドットが欠けてしまう。ドットが欠ける度合いは、凹部とドットの重なり度合いによるため、ドット欠けは一様ではなく、ばらつく。このとき、ドット欠けのばらつきが大きいと粒状性が低下してしまう。さらに、スクリーンパターンと凹部配置の関係によっては、ドット欠けのばらつきが周期的に現れる。その結果、出力画像に周期的な濃淡変化、すなわちモアレが生じてしまう。 First, the halftone is converted into image data composed of a set of small dots called a screen by pseudo halftone processing. When the screen is imaged, the portion overlapping the concave portion is not faithfully reproduced, so that dots are lost. Since the degree of missing dots depends on the degree of overlap between the recesses and the dots, the missing dots are not uniform and vary. At this time, if the variation in dot missing is large, the graininess is lowered. Furthermore, depending on the relationship between the screen pattern and the arrangement of the recesses, the dot missing variation appears periodically. As a result, periodic shading, that is, moire occurs in the output image.
本発明者らの検討の結果、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を利用する場合、凹部を特定の基準を満たすように配置することで、画質低下を抑制できることが分かった。画質低下とは粒状性(がさつき)とモアレである。これらの概略について説明する。 As a result of the study by the present inventors, when using pseudo halftone processing formed with dots as a method of expressing gradation, it is possible to suppress image quality degradation by arranging the concave portions so as to satisfy a specific standard. I understood. The deterioration in image quality is graininess (guzziness) and moire. An outline of these will be described.
まず、粒状性(がさつき)の低下について説明する。電子写真装置では一般的に、階調を表現する手法として疑似中間調処理が用いられる。疑似中間調処理とは、グレースケールを白と黒の2色だけを用いて画素の数や画素の集まり具合を制御して表現する方法である。当然、カラーにも利用できる。 First, a description will be given of a decrease in graininess (guzziness). Generally, an electrophotographic apparatus uses pseudo halftone processing as a technique for expressing gradation. The pseudo halftone processing is a method of expressing the gray scale by using only two colors of white and black to control the number of pixels and how the pixels are gathered. Of course, it can also be used for color.
疑似中間調処理のパターン(スクリーン)は、平行線や波線、砂目など各種存在するが、中でも小さなドットの集合で表わす方法が主流である。ドットで形成される疑似中間調処理には、規則的なドット配置で、ドットのサイズや密度を変えて濃淡を表現するAMスクリーニングと、ドット径を固定して不規則なドット配置を行い、ドット密度を変えて濃淡を表現するFMスクリーニングがある。以下の説明はAMスクリーニングについて行うが、本例での疑似中間調処理は、AMスクリーニング、FMスクリーニングのいずれであってもよい。 There are various pseudo-halftone processing patterns (screens) such as parallel lines, wavy lines, and grain, but the method of representing them by a set of small dots is the mainstream. For pseudo halftone processing formed with dots, AM dot screening with regular dot placement and changing the dot size and density to express shading, irregular dot placement with fixed dot diameter, There is FM screening that expresses shading by changing the density. Although the following description will be given for AM screening, the pseudo halftone processing in this example may be either AM screening or FM screening.
図11の(a)はAMスクリーニングによるスクリーンを拡大したものの一例である。一方で、電子写真感光体の表面は、凹部のサイズや配置に関してさまざまに設計できる。凹部の開口部を黒色で、凹部以外の部分を白色で表現した図の例を、図11の(b)、(c)に示す。(b)は開口部が正方形で、凹部開口サイズがドットサイズに近い凹部を不規則に配置したものである。(c)は開口部が正方形で、凹部開口サイズがドットサイズに対して小さい凹部を不規則に配置したものである。(b)、(c)は説明のための例であり、これに限定されるものではない。 FIG. 11A is an example of an enlarged screen by AM screening. On the other hand, the surface of the electrophotographic photoreceptor can be designed in various ways with respect to the size and arrangement of the recesses. FIGS. 11B and 11C show examples in which the opening of the recess is expressed in black and the portion other than the recess is expressed in white. (B) is an irregular arrangement of depressions with square openings and recess opening sizes close to the dot size. (C) is an irregular arrangement of depressions with square openings and small opening sizes with respect to the dot size. (B), (c) is an example for explanation, and is not limited to this.
凹部は電子写真特性が低下する傾向にあり、場合によっては、凹部は画像形成されない。つまり、上述のスクリーンのドットが凹部上に形成される場合、ドットが欠けてしまう。(b)、(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合、出力画像は(d)、(e)となると想定される。各ドットは凹部との重なりの度合いに応じて欠けており、(e)よりも(d)の方がドット欠けのばらつきが大きいことが分かる。 The concave portion tends to deteriorate the electrophotographic characteristics, and in some cases, the concave portion is not image-formed. That is, when the above-described screen dots are formed on the recesses, the dots are missing. When the screen image of (a) is output using the electrophotographic photosensitive member in which the concave portions of (b) and (c) are arranged, the output images are assumed to be (d) and (e). Each dot is missing depending on the degree of overlap with the recess, and it can be seen that the variation in dot missing is larger in (d) than in (e).
ここではスクリーンを拡大して示しているが、実際には疑似中間調処理は目の錯覚を利用するものであり、人間の目では認識できないドットサイズで用いられる。(f)、(g)に、(d)、(e)をある程度縮小した画像を示す。ドット欠けのばらつきが大きい(f)の方が、濃淡のばらつきが大きく、粒状性(がさつき)が低下していることが分かる。 Although the screen is enlarged here, the pseudo halftone process actually uses an optical illusion and is used with a dot size that cannot be recognized by the human eye. (F) and (g) show images obtained by reducing (d) and (e) to some extent. It can be seen that the variation in dot missing (f) is larger, the variation in shading is larger, and the graininess (grid) is reduced.
次に、モアレについて説明する。上述の粒状性(がさつき)の低下の例では、規則的なスクリーンと不規則な凹部配置の組み合わせで粒状性(がさつき)が低下している。一方、規則的なスクリーンと規則的な凹部配置の組み合わせの場合、パターン間で干渉が起こり、ドット欠けのばらつき(濃淡)が周期的に現れるため、いわゆるモアレ(干渉縞)が発生する。 Next, moire will be described. In the example of the above-described decrease in graininess (gutteriness), the graininess (gutteriness) is reduced by a combination of a regular screen and an irregular recess arrangement. On the other hand, in the case of a combination of a regular screen and a regular recess arrangement, interference occurs between patterns, and dot missing variation (shading) appears periodically, so-called moire (interference fringes) occurs.
規則的なスクリーンの例として、図12の(a)に、正方配置で、露光光の主走査方向(この図では水平方向)を0°としたときの正方配置の角度が45°のスクリーンを示す。規則的な凹部配置の例として、開口部形状が円形で、配列が正方配置である(b)、(c)を示す。(b)は正方配置の角度が41.2°、(c)は26.6°である。(b)、(c)の凹部配置がなされた電子写真感光体を用いて(a)のスクリーン画像を出力した場合、出力画像は(d)、(e)となる。微視的にみると、(d)、(e)ともに干渉が起きており、ドット欠けのばらつきが周期的に現れている。 As an example of a regular screen, FIG. 12A shows a screen having a square arrangement and a square arrangement angle of 45 ° when the exposure light main scanning direction (horizontal direction in this figure) is 0 °. Show. As an example of the regular recess arrangement, (b) and (c) are shown in which the shape of the opening is circular and the arrangement is a square arrangement. (B) is a square arrangement angle of 41.2 °, and (c) is 26.6 °. When the screen image of (a) is output using the electrophotographic photosensitive member in which the concave portions of (b) and (c) are arranged, the output images are (d) and (e). When viewed microscopically, interference occurs in both (d) and (e), and the variation of dot missing appears periodically.
ところが、(d)、(e)を巨視的に見ると、(d)の方が周期的な濃淡が目立つ。これは、濃淡の周期が長いほど、視覚の解像力が高いためである。逆に、(e)のように濃淡の周期がごく短くなると、人間の目にはモアレとして視認されなくなる。 However, when (d) and (e) are viewed macroscopically, (d) is more prominent in periodic shading. This is because the longer the shade period, the higher the visual resolution. On the other hand, if the period of light and shade becomes very short as shown in (e), it will not be visually recognized as moiré by human eyes.
また、干渉は、凹部配置がスクリーンの線数や角度に近い方が、周期が長く、つまり低波数となる特性がある。(b)、(c)の凹部配置においては、(c)の角度26.6°よりも、(b)の角度41.2°の方が、(a)のスクリーン角度45°に近い。 Further, the interference has a characteristic that the longer the period, that is, the lower the wave number, is when the concave portion is closer to the number of lines and the angle of the screen. In the recess arrangement of (b) and (c), the angle 41.2 ° of (b) is closer to the screen angle 45 ° of (a) than the angle 26.6 ° of (c).
結果、(e)よりも(d)の方が干渉の周期が長く、つまり低波数であるため、視認されやすいのである。よって、画質の課題となるのは、低波数モアレである。 As a result, the period of interference is longer in (d) than in (e), that is, it has a low wavenumber, and is therefore easily visible. Therefore, the problem of image quality is low wave number moire.
以上のように、電子写真感光体の表面に複数の凹部を設ける技術には、画質の低下、すなわち粒状性低下とモアレの課題がある。 As described above, the technique of providing a plurality of concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member has problems of image quality deterioration, that is, graininess reduction and moire.
<画質低下指数>
画質低下指数(f)の算出方法である演算処理(1)〜(3)について詳細に説明する。
<Image quality degradation index>
The calculation processes (1) to (3), which are methods for calculating the image quality degradation index (f), will be described in detail.
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする。
この処理は、想定される出力画像を、画処理によって疑似的に作成する処理である。ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)とは、例えば図11の(a)、図12の(a)である。スクリーンから該複数の凹部と重複する部分を削除した画像(C)とは、例えば図11の(d)、(e)、図12の(d)、(e)である。
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, a portion overlapping with the plurality of concave portions is deleted to obtain an image (C) .
This process is a process of creating a pseudo output image by image processing. The screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots is, for example, (a) in FIG. 11 and (a) in FIG. Images (C) obtained by deleting portions overlapping the plurality of recesses from the screen are, for example, (d) and (e) in FIG. 11 and (d) and (e) in FIG.
上述のとおり、凹部は非凹部と比べて電子写真特性が劣る傾向にあり、画像が欠けてしまう。電子写真特性とは帯電能、潜像再現性、現像効率あるいは転写効率である。凹部は、非凹部に比べて感光層の膜厚が薄く静電容量が大きい、あるいは帯電部材との接触が不十分となるため、帯電能が低下する場合がある。また、凹部は、非凹部に比べて感光層の膜厚が薄く感度が低下する、あるいは凹部形状によって露光光が屈折してしまうことで潜像再現性が低下する場合がある。 As described above, the concave portion tends to have inferior electrophotographic characteristics as compared with the non-concave portion, and the image is missing. The electrophotographic characteristics are charging ability, latent image reproducibility, development efficiency or transfer efficiency. Since the concave portion has a smaller thickness of the photosensitive layer than the non-recessed portion and has a large capacitance, or the contact with the charging member becomes insufficient, the charging ability may be lowered. In addition, the concave portion may have a lower photosensitive film thickness than the non-recessed portion, and the sensitivity may be reduced, or exposure light may be refracted due to the shape of the concave portion, thereby reducing the latent image reproducibility.
また、凹部は、転写部材や、現像部材に担持されたトナーとの接触が不十分となるため、転写効率や現像効率が低下する場合がある。凹部の電子写真特性は、感光層、凹部のサイズ、トナー、電子写真プロセス、あるいは周囲の環境に依存するため、必ず低下するものではない。 In addition, since the concave portion is insufficiently brought into contact with the transfer member and the toner carried on the developing member, the transfer efficiency and the developing efficiency may be lowered. The electrophotographic characteristics of the recesses do not necessarily deteriorate because they depend on the photosensitive layer, the size of the recesses, the toner, the electrophotographic process, or the surrounding environment.
しなしながら、本例での目的は、いかなる条件下であっても凹部による画質低下が抑制された電子写真装置を提供することであるため、画質低下指数(f)の算出においては、画像データのうち凹部に作像される部分は、印字されないものとして扱う。 However, an object in this example is to provide an electrophotographic apparatus in which image quality degradation due to the concave portion is suppressed under any conditions. Therefore, in calculating the image quality degradation index (f), image data Of these, the portion formed in the recess is treated as not printed.
スクリーンパターン(B)は、電子写真装置でグレースケールを出力する際に、電子写真装置に設定されている疑似中間調処理アルゴリズムによって生成される。よって、グレースケールの濃度と疑似中間調処理アルゴリズムから、スクリーンパターン(B)を得ることができる。あるいは、Adobe社Photoshop(登録商標)などを利用して、濃度、解像度、ドット形状、線数を設定することでスクリーンパターン(B)を得ることができる。 The screen pattern (B) is generated by a pseudo halftone processing algorithm set in the electrophotographic apparatus when a gray scale is output by the electrophotographic apparatus. Therefore, the screen pattern (B) can be obtained from the gray scale density and the pseudo halftone processing algorithm. Alternatively, the screen pattern (B) can be obtained by setting the density, resolution, dot shape, and number of lines using Adobe Photoshop (registered trademark) or the like.
なお、PWM(パルス幅変調)等を用いた多値疑似中間調処理を使用する電子写真装置であれば、多値情報のうちの半値(50%)の閾値で2値化して、スクリーンパターン(B)とすることができる。 Note that in the case of an electrophotographic apparatus using multi-value pseudo halftone processing using PWM (pulse width modulation) or the like, binarization is performed with a half-value (50%) threshold value of multi-value information, and a screen pattern ( B).
また、スクリーンパターン(B)は、感光体上に形成されたトナー像を観察して得ることもできる。具体的には、表面に凹形状を有さない感光体を用いて画像出力を行い、出力中に電子写真装置の電源を切るなどして、感光体上にトナー像がある状態で止める。これにより、感光体上に画質低下の無いトナー像が得られる。この感光体上のトナー像を上述のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡などの顕微鏡で観察することでスクリーンパターン(B)の顕微鏡写真が得られる。 The screen pattern (B) can also be obtained by observing a toner image formed on the photoreceptor. Specifically, image output is performed using a photoconductor that does not have a concave shape on the surface, and the electrophotographic apparatus is turned off during output to stop the image with a toner image on the photoconductor. As a result, a toner image without image quality deterioration is obtained on the photoreceptor. A micrograph of the screen pattern (B) can be obtained by observing the toner image on the photoreceptor with a microscope such as the above-mentioned laser microscope or optical microscope.
引き続き、得られた顕微鏡写真に対して画処理を行い、2値化された画像データを生成する。2値化された画像データを生成する方法はいかなる方法を用いてもよい。例えば、得られた顕微鏡写真について、以下の2値化処理を行うことで得られる。 Subsequently, image processing is performed on the obtained micrograph to generate binarized image data. Any method may be used for generating the binarized image data. For example, the obtained micrograph is obtained by performing the following binarization process.
・感光体が円筒体の場合は曲率成分を補正(上述の図7によるフィッティングと同様)
・メディアンフィルタでエッジは残しつつノイズ成分を除去
・最小輝度(トナー像)、最大輝度(感光体)の差分の50%閾値で2値化
・微小面積部を除去(微小トナー等の微粒子除去)
・トナー像で囲まれた部分を塗りつぶし(穴埋め)
このような画像処理演算は、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)などを用いて行うことができる。
If the photoconductor is a cylindrical body, the curvature component is corrected (similar to the fitting shown in FIG. 7 above).
-Remove noise components while leaving edges with median filter-Binarize with 50% threshold of difference between minimum luminance (toner image) and maximum luminance (photoconductor)-Remove minute area (remove fine particles such as minute toner)
・ Fill the area surrounded by the toner image (fill hole)
Such an image processing calculation can be performed using particle analysis software (GRADING ANALYSIS) manufactured by Keyence Corporation.
感光体上の複数の凹部の配置(A)も、上述のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡による観察および2値化処理によって得られる。2値化処理は、スクリーンパターン(B)で用いた画処理と同様の方法で行うことができる。ただし、特定凹部は第二基準面以下の部分であるため、立体情報を得られる顕微鏡にて決定した特定凹部の開口形状を反映する必要がある。あるいは、立体情報を得られる顕微鏡に付属の解析ソフトを利用することで、得られた顕微鏡写真を直接、第二基準面の上下で2値化することもできる。 The arrangement (A) of the plurality of recesses on the photoreceptor is also obtained by observation and binarization processing using a microscope such as the above-mentioned laser microscope, optical microscope, electron microscope, and atomic force microscope. The binarization process can be performed by the same method as the image process used in the screen pattern (B). However, since the specific recess is a portion below the second reference plane, it is necessary to reflect the opening shape of the specific recess determined by a microscope capable of obtaining three-dimensional information. Alternatively, by using analysis software attached to a microscope capable of obtaining three-dimensional information, the obtained micrograph can be binarized directly above and below the second reference plane.
また、感光体の表面に凹部を形成する方法が、後述する凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接する方法である場合、モールドの凸部の外周形状と感光体表面の凹部の開口形状が同一形状となるように凹部を形成することができる。そのため、モールドの観察、あるいはモールドを設計した際の電子データをもって、凹部の配置としてもよい。 In addition, when the method of forming the recesses on the surface of the photoreceptor is a method of pressing a mold having projections, which will be described later, against the surface of the electrophotographic photoreceptor, the outer peripheral shape of the projections of the mold and the recesses on the surface of the photoreceptor The recesses can be formed so that the opening shapes are the same. Therefore, it is good also as arrangement | positioning of a recessed part with the electronic data at the time of mold observation or a mold design.
また、凹部を形成する方法が、後述するレーザー光照射である場合も、凹部の開口形状はマスクの開口形状と同一形状となるように凹部を形成することができる。そのため、レーザーマスクの観察、あるいはマスクを設計した際の電子データをもって、凹部の配置としてもよい。 Also, when the method of forming the recess is laser light irradiation described later, the recess can be formed so that the opening shape of the recess is the same as the opening shape of the mask. Therefore, it is good also as arrangement | positioning of a recessed part with the electronic data at the time of observation of a laser mask, or designing a mask.
画像(C)の形状、すなわち感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得形状は、特定の方向に発生するモアレを正しく評価するために、なるべく全方位の寄与が等しい形状が好ましく、正方形や円が好ましい。 The shape of the image (C), that is, the arrangement of the plurality of recesses on the photoconductor (A) and the acquired shape of the screen pattern (B) contribute as much as possible in order to correctly evaluate the moire generated in a specific direction. Are equally preferred, and squares and circles are preferred.
画像(C)の面積、すなわち(A)および(B)の取得面積は、後述するドット面積の標準偏差(σ)の信頼性の観点から、スクリーンパターン(B)のドットが400個以上となる面積が好ましい。また、画質の評価を正しく行うために、人間の視覚特性から適切な面積を選択する。例えば、図13に示す、波数(線数)に対する視覚の解像力を表すVTF関数(視覚の空間周波数特性)から決定できる。図13は観察距離300mmのVTF関数であり、縦軸が視覚感度、横軸が波数(線数)を示している。 The area of the image (C), that is, the acquired areas of (A) and (B) is 400 dots or more of the screen pattern (B) from the viewpoint of the reliability of the standard deviation (σ) of the dot area described later. Area is preferred. In order to correctly evaluate the image quality, an appropriate area is selected from human visual characteristics. For example, it can be determined from a VTF function (visual spatial frequency characteristic) representing visual resolving power with respect to wave number (line number) shown in FIG. FIG. 13 is a VTF function with an observation distance of 300 mm, in which the vertical axis represents visual sensitivity and the horizontal axis represents wave number (number of lines).
図13では、波数(横軸)が1(lpi)程度のときの視覚感度(縦軸)が十分に低く、つまり、濃淡変化が1(lpi)よりも長い周期で発生していても、人間の目には見えないことを示している。よって、取得面積を、25.4mmを一辺とする正方形領域とすることができる。 In FIG. 13, the visual sensitivity (vertical axis) when the wave number (horizontal axis) is about 1 (lpi) is sufficiently low, that is, even if the density change occurs at a cycle longer than 1 (lpi), It is invisible to the eyes. Therefore, the acquisition area can be a square region having one side of 25.4 mm.
または、ISO13660に示された画質属性とその測定方法に従い、21.2mmを一辺とする正方形領域とすることができる。あるいは、後述するドット面積の標準偏差(σ)が取得面積に依存しなくなる面積以上とすることができる。例えば、(A)および(B)のパターンが均質であれば、取得面積が小さくとも、ドット面積の標準偏差(σ)は取得面積に依存しない。よって、取得面積は、(A)および(B)のパターンに応じて適切に設定できる。 Alternatively, a square region having a side of 21.2 mm can be formed in accordance with the image quality attribute and the measurement method shown in ISO 13660. Alternatively, the standard deviation (σ) of the dot area, which will be described later, can be greater than or equal to the area that does not depend on the acquisition area. For example, if the patterns (A) and (B) are homogeneous, the standard deviation (σ) of the dot area does not depend on the acquired area even if the acquired area is small. Therefore, the acquisition area can be appropriately set according to the patterns (A) and (B).
実施形態においては、(σ)が取得面積に依存しなくなる面積を検証する。そして、感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得範囲を10.84mmの正方形領域とした(10.84mm=2400dpiで1024ドット相当)。ただし、言うまでもなく、本例での(A)および(B)の範囲は上述の観点で適切に設定されていれば良く、10.84mmの正方形領域でなくともよい。 In the embodiment, the area where (σ) does not depend on the acquired area is verified. The acquisition range of the plurality of recesses (A) and the screen pattern (B) on the photoconductor was a 10.84 mm square area (corresponding to 1024 dots at 10.84 mm = 2400 dpi). However, it goes without saying that the ranges of (A) and (B) in this example may be set appropriately from the above viewpoint, and may not be a square region of 10.84 mm.
感光体上の複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)の取得範囲が広範囲である場合、上述の顕微鏡群の画像連結機能が有効である。あるいはCCDカメラで広域の撮影が可能なレボックス(株)社製 GX−700を利用して取得してもよい。図17にGX−700にて取得した、凹部を有する電子写真感光体表面の写真を示す。このCCD写真を2値化処理して複数の凹部の配置(A)およびスクリーンパターン(B)とすることができる。複数の凹部の配置(A)の場合は、上述の顕微鏡群で特定凹部の形状を把握し、2値化画像に反映するのが好ましい。 When the arrangement range (A) of the plurality of recesses on the photoconductor and the acquisition range of the screen pattern (B) are wide, the image connection function of the above-described microscope group is effective. Or you may acquire using the GX-700 by Rebox Co., Ltd. which can image | photograph a wide area with a CCD camera. FIG. 17 shows a photograph of the surface of the electrophotographic photosensitive member having recesses, acquired by GX-700. This CCD photograph can be binarized to form a plurality of concave portions (A) and a screen pattern (B). In the case of the arrangement (A) of a plurality of recesses, it is preferable that the shape of the specific recess is grasped by the above-described microscope group and reflected in the binarized image.
また、ドットで形成される疑似中間調処理によって生成されるスクリーンパターン(B)を顕微鏡観察にて取得する場合、AMスクリーニングであれば、次のようにすることもできる。即ち、一部分の顕微鏡観察の結果をもとに、市販のソフトを用いて、大面積の2値化された画像データを生成することもできる。一部分の顕微鏡写真取得および2値化処理後、ドット径から解像度を決定できる。さらに、像露光の主走査方向と副走査方向について、隣り合う最短ドット間隔を測定し、計算によって角度と線数を決定できる。一例として表1に、解像度2400dpiの正方配置の場合について示す。 Further, when the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots is acquired by microscopic observation, the following can be performed if AM screening is performed. That is, based on the result of partial microscopic observation, commercially available software can be used to generate binarized image data having a large area. After obtaining a micrograph of a part and binarization processing, the resolution can be determined from the dot diameter. Furthermore, in the main scanning direction and the sub-scanning direction of image exposure, the distance between the adjacent shortest dots can be measured, and the angle and the number of lines can be determined by calculation. As an example, Table 1 shows a case of a square arrangement with a resolution of 2400 dpi.
例えば、2値化画像から測定される隣り合う最短ドット間隔が、主走査2ドット分、副走査9ドット分であるとき、ドット周期は主走査3周期、副走査10周期であると言える。表1にて主走査3周期、副走査10周期の交点を見ると、スクリーン角度73.3°、線数230(lpi)と分かる。このようにして解像度、角度、線数が把握できれば、Adobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いて、大面積の2値化された画像データを生成することができる。 For example, when the adjacent shortest dot interval measured from the binarized image is 2 dots for main scanning and 9 dots for sub scanning, it can be said that the dot period is 3 periods for main scanning and 10 periods for sub scanning. When the intersection of 3 main scanning cycles and 10 sub-scanning cycles is seen in Table 1, it can be seen that the screen angle is 73.3 ° and the number of lines is 230 (lpi). If the resolution, angle, and number of lines can be grasped in this way, binarized image data of a large area is generated using a conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome two-tone (halftone screen). can do.
感光体上の複数の凹部の配置(A)についても、AMスクリーニングのごとく配列している場合には、同様の手法を用いることができる。以上のようにして生成した2値化された画像データを用いて、画質低下指数(f)を算出してもかまわない。 The same method can be used for the arrangement (A) of the plurality of recesses on the photoreceptor when they are arranged as in the AM screening. The image quality degradation index (f) may be calculated using the binarized image data generated as described above.
なお、上記いずれの手段においても、感光体の複数の凹部の配置(A)を把握する場合は、特定凹部の開口形状について図1で説明した基準に従って決定する。 In any of the above-described means, when grasping the arrangement (A) of the plurality of concave portions of the photosensitive member, the opening shape of the specific concave portion is determined according to the criteria described in FIG.
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する。
(2) Particle analysis is performed on the image (C), and an average value SM of dot areas and a standard deviation (σ) of dot areas are calculated.
2値画像である画像(C)について粒子解析を行い、画像(C)の全ドットについて個々の面積を把握する。粒子解析は、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)など市販のソフト行うことができる。このデータを元に、ドット面積の平均値SM、およびドット面積の標準偏差(σ)を算出する。ドット面積の平均値SMは、ドット面積Siの総和を全ドットの個数nで割った算術平均(値)であり、式(2)で求められる。 Particle analysis is performed on the image (C) that is a binary image, and the individual areas of all the dots in the image (C) are grasped. The particle analysis can be performed using commercially available software such as Keyence Corporation particle analysis software (GRADING ANALYSIS). Based on this data, an average value SM of dot areas and a standard deviation (σ) of dot areas are calculated. The average value SM of the dot areas is an arithmetic average (value) obtained by dividing the total sum of the dot areas S i by the number n of all dots, and is obtained by Expression (2).
f=σ/SM・・・式(1)
ドット面積の標準偏差(σ)は、ドット面積の平均値SMの値に依存するため、ドット径が大きいスクリーンパターン(B)とドット径が小さいスクリーンパターン(B)の画質低下は単純に比較することができない。そこで、規格化のために、ドット面積の標準偏差(σ)をドット面積の平均値SMで除する。
Since the standard deviation (σ) of the dot area depends on the average value SM of the dot areas, the image quality degradation of the screen pattern (B) having a large dot diameter and the screen pattern (B) having a small dot diameter are simply compared. I can't. Therefore, for standardization, the standard deviation (σ) of the dot area is divided by the average value SM of the dot areas.
本発明者らが検討した結果、上述のドット欠けのばらつきの低下度合いを数値化した画質低下指数(f)が14%以下となるように凹部の配置を行うことで、画質の低下を抑制できることが分かった。画質低下指数(f)が14%以下であることは、ドット欠けのばらつきが小さく、粒状性低下やモアレが抑制されていることを意味する。 As a result of investigations by the present inventors, it is possible to suppress the deterioration of the image quality by arranging the recesses so that the image quality degradation index (f) obtained by quantifying the degree of decrease in the variation of the dot defect described above becomes 14% or less. I understood. When the image quality degradation index (f) is 14% or less, it means that variation in dot missing is small, and graininess degradation and moire are suppressed.
<電子写真感光体の表面の凹部の配置>
画質低下指数(f)が14%以下となる凹部配置は、画像流れを抑制する項目である特徴1〜3を満たす限り、制限されない。別途、凹部配置ではなく、疑似中間調処理をFMスクリーニングとすることで画質低下を抑制する方法もあるが、FMスクリーニング自体、がさつきが低下する傾向にある。そのため、電子写真装置では一般的に、要求画質に応じてAMスクリーニングとFMスクリーニングを使い分けて利用される。
<Arrangement of recesses on the surface of the electrophotographic photoreceptor>
The recess arrangement in which the image quality degradation index (f) is 14% or less is not limited as long as the features 1 to 3 that are items for suppressing image flow are satisfied. Separately, there is a method of suppressing image quality deterioration by using FM halftone processing instead of the concave portion arrangement, but FM screening itself tends to reduce the roughness. Therefore, in electrophotographic apparatuses, AM screening and FM screening are generally used according to the required image quality.
AMスクリーニングに対して画質低下指数を低減する凹部配置を行うには、例えば、凹部の開口径を複数種混在させる方法が挙げられる。また、凹部の開口径、あるいは凹部の密度を、スクリーンパターン(B)のドット径に比べてはるかに大きく、あるいは小さくする方法が挙げられる。ただし、凹部の開口径や凹部の密度は、もうひとつの効果である画像流れ抑制のために適切な範囲があり、またAMスクリーニングのパターンも、濃度や解像度によってドット径や密度が変わるため、設計の自由度が狭くなりがちである。凹部配置の設計には、下記に挙げる2つ方法が効率的である。 In order to perform the concave arrangement for reducing the image quality degradation index for AM screening, for example, a method of mixing a plurality of types of opening diameters of the concave parts can be mentioned. Further, there is a method in which the opening diameter of the recesses or the density of the recesses is much larger or smaller than the dot diameter of the screen pattern (B). However, the opening diameter of the recesses and the density of the recesses have an appropriate range for image flow suppression, which is another effect, and the AM screening pattern is designed because the dot diameter and density change depending on the density and resolution. Tend to be narrower. The following two methods are effective for designing the recess arrangement.
ひとつは、凹部を規則的に配置し、出力しようとするドットで形成された疑似中間調処理によるAMスクリーニングパターンに対して、凹部配置の配列の向きを最適化する方法である。凹部を規則的に配置する場合は、粒状性(がさつき)は低下しにくいものの、低波数モアレが発生しやすい。低波数モアレは、凹部配置が、擬似中間調処理のパターンの線数や角度に近いと発生しやすいため、凹部配置の配列の角度とスクリーンパターンの角度が、できるだけ直交に近づくように配置することで、画質低下指数(f)を低くすることができる。 One is a method of optimizing the direction of the arrangement of the concave portions with respect to the AM screening pattern by the pseudo halftone process formed by regularly arranging the concave portions and the dots to be output. In the case where the concave portions are regularly arranged, the granularity (roughness) is not easily lowered, but low wave number moire is likely to occur. Low wave number moire is likely to occur when the concave portion arrangement is close to the number of lines and angle of the pattern of the pseudo halftone processing, so the arrangement angle of the concave portion arrangement and the screen pattern angle should be arranged as close to orthogonal as possible. Thus, the image quality degradation index (f) can be lowered.
もうひとつは、凹部を不規則に配置する方法である。凹部を規則的に配置する場合、例えばタンデム機においては、色ごとにAMスクリーニングパターンの角度が異なるため、各色に応じて凹部配置設計を行う必要があり、設計の自由度が狭まってしまう。一方で、凹部配置を不規則に配置すれば、どのようなAMスクリーニングパターンの角度であっても、画質低下指数(f)を低くすることができる。ただし、凹部を規則的に配置する場合と比べて、粒状性(がさつき)が低下する傾向にあるため、凹部の開口径や密度と合わせて設計することが好ましい。 The other is a method of irregularly arranging the recesses. When the concave portions are regularly arranged, for example, in a tandem machine, the angle of the AM screening pattern is different for each color. Therefore, it is necessary to design the concave portion according to each color, and the design freedom is narrowed. On the other hand, if the concave portions are irregularly arranged, the image quality degradation index (f) can be lowered at any AM screening pattern angle. However, since the granularity (roughness) tends to be lower than when the recesses are regularly arranged, it is preferable to design the recesses together with the opening diameter and density.
感光体表面の凹部を不規則に配置する手段としては、画質低下指数(f)を低くできる設計できればいかなる方法を用いてもよい。特に、感光体の表面に凹部を形成する方法が、凹部配置を意図的に制御できる方法である場合は、その設計に、疑似中間調処理の一つであるFMスクリーニングの手法を適用することができる。凹部配置を意図的に制御できる方法とは、後述する凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接する方法やレーザー光照射による凹部の形成方法である。 As a means for irregularly arranging the concave portions on the surface of the photoreceptor, any method may be used as long as the image quality degradation index (f) can be lowered. In particular, when the method of forming the recesses on the surface of the photoconductor is a method that can intentionally control the arrangement of the recesses, an FM screening technique, which is one of pseudo halftone processing, can be applied to the design. it can. The method of intentionally controlling the arrangement of the concave portions includes a method of pressing a mold having a convex portion, which will be described later, against the surface of the electrophotographic photosensitive member, and a method of forming the concave portions by laser light irradiation.
FMスクリーニングは、ドット径を固定して、不規則なドット配置を行い、ドット密度を変化させることで階調を表現する疑似中間調処理であり、オフセット印刷機や電子写真方式のプリンター、インクジェット方式等々多くの画像形成装置に採用されている。このFMスクリーニングの不規則なドット配置を生成するランダム化アルゴリズムを用いて、不規則な凹部配置を設計することができる。ランダム化アルゴリズムは各種開発されており、画質低下指数(f)が低くなるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。 FM screening is a pseudo halftone process in which the dot diameter is fixed, irregular dot arrangement is performed, and gradation is expressed by changing the dot density. The offset printing machine, the electrophotographic printer, and the inkjet method are used. It is used in many image forming apparatuses. An irregular recess arrangement can be designed using a randomizing algorithm that generates an irregular dot arrangement for FM screening. Various randomization algorithms have been developed, and any method may be used as long as the image quality degradation index (f) becomes low.
実施形態では、もっとも一般的なFMスクリーニングである誤差拡散のうち、Floyd−Steinberg法を用いた。Floyd−Steinberg法は、画像データの注目画素の信号値と、注目画素を2値化した際の信号値との差分(誤差)を近隣画素に配分する方法である。 In the embodiment, the Floyd-Steinberg method is used among error diffusion which is the most general FM screening. The Floyd-Steinberg method distributes a difference (error) between a signal value of a target pixel of image data and a signal value when the target pixel is binarized to neighboring pixels.
図14の(a)にその一例を示す。この図では、注目画素の右隣の画素の信号値に、注目画素の誤差のうち7/16を足す。右下、下、左下の画素にも図に記載の割合で注目画素の誤差を分配していく。その他の画素は、この分配結果を反映し、順次2値化を行う。その結果、(b)のような非周期特性のパターンを発生することができる。このとき、画素のサイズ、分配の割合、分配する画素の数を変えることで、任意の凹部開口サイズ、凹部密度、凹部配置を設計することが可能である。 An example is shown in FIG. In this figure, 7/16 of the error of the pixel of interest is added to the signal value of the pixel right next to the pixel of interest. The error of the pixel of interest is distributed to the lower right, lower, and lower left pixels at the rate shown in the figure. The other pixels reflect this distribution result and binarize sequentially. As a result, a pattern having a non-periodic characteristic as shown in (b) can be generated. At this time, it is possible to design an arbitrary recess opening size, recess density, and recess arrangement by changing the pixel size, the distribution ratio, and the number of pixels to be distributed.
<電子写真感光体の表面に凹部を形成する方法>
凹部の形成方法としては、上記の凹部に係る要件を満たしうる方法であれば、特に制限されない。例えば、パルス幅が100ns(ナノ秒)以下である出力特性を有するレーザー光照射による電子写真感光体の表面の形成方法、所定の形状を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し形状転写を行なう方法が挙げられる。
<Method for forming recesses on the surface of an electrophotographic photoreceptor>
The method for forming the recess is not particularly limited as long as the method can satisfy the requirements for the recess. For example, a method for forming the surface of an electrophotographic photosensitive member by irradiation with laser light having an output characteristic with a pulse width of 100 ns (nanoseconds) or less, and a shape transfer by pressing a mold having a predetermined shape against the surface of the electrophotographic photosensitive member The method of performing is mentioned.
パルス幅が100ns(ナノ秒)以下である出力特性を有するレーザー光照射による凹部の形成方法について説明する。 A method of forming a recess by laser light irradiation having an output characteristic with a pulse width of 100 ns (nanoseconds) or less will be described.
この方法で用いるレーザーの具体的な例としては、ArF、KrF、XeFまたはXeClのようなガスをレーザー媒質とするエキシマレーザーあるいはチタンサファイアを媒質とするフェムト秒レーザーが挙げられる。さらに、上記、レーザー照射における、レーザー光の波長は、1,000nm以下であることが好ましい。 Specific examples of the laser used in this method include an excimer laser using a gas such as ArF, KrF, XeF or XeCl as a laser medium or a femtosecond laser using titanium sapphire as a medium. Furthermore, the wavelength of the laser beam in the laser irradiation is preferably 1,000 nm or less.
上記エキシマレーザーは、以下の工程で放出されるレーザー光である。まず、Ar、KrまたはXeのような希ガスと、FあるいはClのようなハロゲンガスとの混合気体に、放電、電子ビームまたはX線のような高エネルギーを与えて、上記の元素を励起して結合させる。その後、基底状態に落ちることで解離する際、エキシマレーザー光が放出される。上記、エキシマレーザーにおいて用いるガスとしては、ArF、KrF、XeClまたはXeFが挙げられるが、いずれを用いてもよい。特には、KrFあるいはArFが好ましい。 The excimer laser is laser light emitted in the following steps. First, high energy such as discharge, electron beam or X-ray is applied to a mixed gas of a rare gas such as Ar, Kr or Xe and a halogen gas such as F or Cl to excite the above elements. And combine them. Thereafter, excimer laser light is emitted when dissociating by falling to the ground state. Examples of the gas used in the excimer laser include ArF, KrF, XeCl, and XeF, and any of them may be used. In particular, KrF or ArF is preferable.
凹部の形成方法としては、図15の(a)に示すような、レーザー光遮断部2601とレーザー光透過部2602とを適宣配列したマスクを使用する。マスクを透過したレーザー光のみがレンズで集光され、被加工物に照射されることにより、所望の形状と配列を有する凹部の形成が可能となる。一定面積内の多数の凹部を、その形状、面積に関わらず瞬時に同時に加工できるため、工程は短時間で行うことが出来る。マスクを用いたレーザー照射により、1回照射当たり数mm2から数cm2が加工される。 As a method for forming the concave portion, a mask in which a laser light blocking portion 2601 and a laser light transmitting portion 2602 are appropriately arranged as shown in FIG. Only laser light that has passed through the mask is condensed by the lens and irradiated onto the workpiece, so that a recess having a desired shape and arrangement can be formed. Since a large number of recesses within a certain area can be processed simultaneously instantly regardless of their shape and area, the process can be performed in a short time. Laser irradiation using a mask processes several mm 2 to several cm 2 per irradiation.
レーザー加工においては、図15の(b)に示すように、まず、ワーク回転用モーター2702によりワークである電子写真感光体2704を自転させる。自転させながら、ワーク移動装置2703によりレーザー発振部2701のレーザー照射位置を電子写真感光体2704の軸方向上にずらしていくことにより、電子写真感光体2704の表面全域に効率良く凹部を形成することができる。凹部の深さは、レーザー光の照射時間や照射回数などによって、所望の範囲内に調整が可能である。このような構成によれば、凹部の大きさ、形状、配列の制御性が高く、高精度且つ自由度の高い粗面加工が実現できる。 In laser processing, as shown in FIG. 15B, first, the electrophotographic photosensitive member 2704 as a work is rotated by a work rotating motor 2702. While rotating, the workpiece moving device 2703 shifts the laser irradiation position of the laser oscillation unit 2701 in the axial direction of the electrophotographic photosensitive member 2704, thereby efficiently forming concave portions over the entire surface of the electrophotographic photosensitive member 2704. Can do. The depth of the concave portion can be adjusted within a desired range depending on the irradiation time and the number of irradiation times of the laser beam. According to such a configuration, it is possible to realize rough surface machining with high controllability of the size, shape, and arrangement of the recesses, and with high accuracy and high flexibility.
次に、形成するべき凹部に対応した凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し、形状転写を行なう凹部の形成方法について説明する。図4に、電子写真感光体の表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す。 Next, a method for forming a recess for transferring a shape by pressing a mold having a protrusion corresponding to the recess to be formed to the surface of the electrophotographic photosensitive member will be described. FIG. 4 shows an example of a press-contact shape transfer processing apparatus for forming concave portions on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
図4に示す圧接形状転写加工装置によれば、被加工物である電子写真感光体401を回転させながら、その表面(周面)に連続的にモールド402を接触させ、加圧することにより、電子写真感光体401の表面に凹部や平坦部を形成することができる。 According to the press-fitting shape transfer processing apparatus shown in FIG. 4, while rotating the electrophotographic photosensitive member 401 as a workpiece, the mold 402 is continuously brought into contact with the surface (circumferential surface) and pressurized, thereby allowing the electron to move. A concave portion or a flat portion can be formed on the surface of the photoconductor 401.
加圧部材403の材質としては、例えば、金属、金属酸化物、プラスチック、ガラスが挙げられる。これらの中でも、機械的強度、寸法精度、耐久性の観点から、ステンレス鋼(SUS)が好ましい。加圧部材403は、その上面にモールドが設置される。また、下面側の支持部材(不図示)および加圧システム(不図示)により、支持部材404に支持された電子写真感光体401の表面に、モールド402を所定の圧力で接触させることができる。また、支持部材404を加圧部材403に対して所定の圧力で押し付けてもよいし、支持部材404および加圧部材403を互いに押し付けてもよい。 Examples of the material of the pressure member 403 include metal, metal oxide, plastic, and glass. Among these, stainless steel (SUS) is preferable from the viewpoint of mechanical strength, dimensional accuracy, and durability. The pressure member 403 is provided with a mold on the upper surface thereof. Further, the mold 402 can be brought into contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 supported by the support member 404 with a predetermined pressure by a support member (not shown) on the lower surface side and a pressure system (not shown). Further, the support member 404 may be pressed against the pressure member 403 with a predetermined pressure, or the support member 404 and the pressure member 403 may be pressed against each other.
図4に示す例は、加圧部材403を移動させることにより、電子写真感光体401が従動または駆動回転しながら、その表面を連続的に加工する例である。さらに、加圧部材403を固定し、支持部材404を移動させることにより、または、支持部材404および加圧部材403の両者を移動させることにより、電子写真感光体401の表面を連続的に加工することもできる。なお、形状転写を効率的に行う観点から、モールド402や電子写真感光体401を加熱することが好ましい。 The example shown in FIG. 4 is an example in which the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 is continuously processed while being driven or driven and rotated by moving the pressing member 403. Further, the surface of the electrophotographic photosensitive member 401 is continuously processed by fixing the pressure member 403 and moving the support member 404 or by moving both the support member 404 and the pressure member 403. You can also. Note that it is preferable to heat the mold 402 and the electrophotographic photosensitive member 401 from the viewpoint of efficiently performing shape transfer.
モールドとしては、例えば、微細な表面加工された金属や樹脂フィルムや、シリコンウエハーの表面にレジストによりパターニングをしたものが挙げられる。また、微粒子が分散された樹脂フィルムや、微細な表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングを施したものが挙げられる。また、電子写真感光体に押し付けられる圧力を均一にする観点から、モールドと加圧部材との間に弾性体を設置することが好ましい。 Examples of the mold include a fine surface-treated metal and resin film, and a silicon wafer surface patterned with a resist. Moreover, what gave the metal coating to the resin film in which microparticles | fine-particles were disperse | distributed and the resin film which has a fine surface shape is mentioned. Moreover, it is preferable to install an elastic body between the mold and the pressure member from the viewpoint of making the pressure pressed against the electrophotographic photosensitive member uniform.
<電子写真感光体の構成>
本例の電子写真感光体は、支持体および支持体上に形成された感光層を有する。電子写真感光体の形状としては、例えば、円筒状、ベルト(エンドレスベルト)状、シート状が挙げられる。
<Configuration of electrophotographic photoreceptor>
The electrophotographic photoreceptor of this example has a support and a photosensitive layer formed on the support. Examples of the shape of the electrophotographic photosensitive member include a cylindrical shape, a belt (endless belt) shape, and a sheet shape.
感光層は、電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型感光層であってもよいし、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離した積層型(機能分離型)感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、積層型感光層が好ましい。また、積層型感光層は、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層した順層型感光層であってもよいし、支持体側から電荷輸送層、電荷発生層の順に積層した逆層型感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、順層型感光層が好ましい。また、電荷発生層を積層構成としてもよいし、電荷輸送層を積層構成としてもよい。 The photosensitive layer may be a single-layer type photosensitive layer containing a charge transport material and a charge generation material in the same layer, or a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material. It may be a laminated type (functionally separated type) photosensitive layer separated. From the viewpoint of electrophotographic characteristics, a laminated photosensitive layer is preferred. Further, the laminated photosensitive layer may be a normal photosensitive layer in which the charge generation layer and the charge transport layer are laminated in this order from the support side, or a reverse layer in which the charge transport layer and the charge generation layer are laminated in this order from the support side. Type photosensitive layer. From the viewpoint of electrophotographic characteristics, a normal layer type photosensitive layer is preferred. In addition, the charge generation layer may have a stacked structure, and the charge transport layer may have a stacked structure.
支持体としては、導電性を示すもの(導電性支持体)であることが好ましい。支持体の材質としては、例えば、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウム、クロム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属(合金)が挙げられる。また、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金を用いて真空蒸着によって形成した被膜を有する金属製支持体やプラスチック製支持体を用いることもできる。 The support is preferably one that exhibits conductivity (conductive support). Examples of the material of the support include metals (alloys) such as iron, copper, gold, silver, aluminum, zinc, titanium, lead, nickel, tin, antimony, indium, chromium, aluminum alloy, and stainless steel. In addition, for example, a metal support or a plastic support having a film formed by vacuum deposition using aluminum, an aluminum alloy, or an indium oxide-tin oxide alloy can be used.
また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子などの導電性粒子をプラスチックや紙に含浸してなる支持体や、導電性結着樹脂製の支持体を用いることもできる。 In addition, a support obtained by impregnating plastic or paper with conductive particles such as carbon black, tin oxide particles, titanium oxide particles, and silver particles, or a support made of conductive binder resin can also be used.
支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制を目的として、例えば、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理を施してもよい。 The surface of the support may be subjected to, for example, a cutting process, a roughening process, or an alumite process for the purpose of suppressing interference fringes due to scattering of laser light.
支持体と、後述の下引き層または感光層(電荷発生層、電荷輸送層)との間には、例えば、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制や、支持体の傷の被覆を目的として、導電層を設けてもよい。導電層は、例えば、カーボンブラック、導電性顔料、抵抗調節顔料を結着樹脂とともに溶剤に分散処理することによって得られる導電層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、導電層用塗布液には、例えば、加熱、紫外線照射、放射線照射により硬化重合する化合物を添加してもよい。例えば、導電性顔料や抵抗調節顔料を分散させてなる導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。 Between the support and the undercoat layer or photosensitive layer (charge generation layer, charge transport layer) described later, for example, for the purpose of suppressing interference fringes due to scattering of laser light, and covering scratches on the support, A conductive layer may be provided. The conductive layer is formed, for example, by applying a coating solution for a conductive layer obtained by dispersing carbon black, a conductive pigment, a resistance adjusting pigment in a solvent together with a binder resin, and drying the obtained coating film. can do. Moreover, you may add to the coating liquid for conductive layers the compound which hardens and polymerizes by heating, ultraviolet irradiation, and radiation irradiation, for example. For example, the surface of a conductive layer in which a conductive pigment or a resistance adjusting pigment is dispersed tends to be roughened.
導電層に用いられる結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸コポリマー、エポキシ樹脂、カゼイン樹脂、シリコーン樹脂、ゼラチン樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。また、ブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。 Examples of the binder resin used for the conductive layer include acrylic resin, allyl resin, alkyd resin, ethyl cellulose resin, ethylene-acrylic acid copolymer, epoxy resin, casein resin, silicone resin, gelatin resin, and phenol resin. In addition, a butyral resin, a polyacrylate resin, a polyacetal resin, a polyamideimide resin, a polyamide resin, a polyallyl ether resin, a polyimide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, and a polyethylene resin can be given.
また、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリフェニレンオキサイドが挙げられる。ポリフッ化ビニル、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アガロース樹脂、セルロース樹脂が挙げられる。 In addition, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl acetal, polystyrene resin, polysulfone resin, polyvinyl alcohol resin, and polyphenylene oxide are exemplified. Examples thereof include polyvinyl fluoride, polybutadiene resin, polypropylene resin, melamine resin, urea resin, agarose resin, and cellulose resin.
導電性顔料および抵抗調節顔料としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀、ステンレスなどの金属(合金)の粒子や、これらをプラスチックの粒子の表面に蒸着したものが挙げられる。また、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズがドープされている酸化インジウム、アンチモンやタンタルがドープされている酸化スズなどの金属酸化物の粒子を用いることもできる。 Examples of the conductive pigment and the resistance adjusting pigment include particles of metal (alloy) such as aluminum, zinc, copper, chromium, nickel, silver, and stainless steel, and those obtained by vapor deposition on the surface of plastic particles. It is also possible to use metal oxide particles such as zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, tin-doped indium oxide, antimony or tantalum-doped tin oxide. it can.
これらは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合は、混合するだけでもよいし、固溶体や融着の形にしてもよい。さらに、導電性顔料および抵抗調節顔料には、表面処理を施すことができる。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤が用いられる。 These may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, they may be mixed, or may be in the form of a solid solution or fusion. Further, the conductive pigment and the resistance adjusting pigment can be subjected to a surface treatment. As the surface treatment agent, for example, a surfactant, a silane coupling agent, or a titanium coupling agent is used.
さらに、光散乱を目的として、シリコーン樹脂微粒子やアクリル樹脂微粒子などの粒子を添加してもよい。また、レベリング剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、整流性材料等の添加剤を含有させても良い。 Furthermore, for the purpose of light scattering, particles such as silicone resin fine particles and acrylic resin fine particles may be added. Moreover, you may contain additives, such as a leveling agent, a dispersing agent, antioxidant, a ultraviolet absorber, a plasticizer, a rectifying material.
導電層の膜厚は、0.2μm以上40μm以下であることが好ましく、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、5μm以上30μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the conductive layer is preferably 0.2 μm or more and 40 μm or less, more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 30 μm or less.
支持体または導電層と感光層(電荷発生層、電荷輸送層)との間には、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護などを目的として、下引き層(中間層)を設けてもよい。下引き層の構成材料は、機能を満たす限り特に制限されない。例えば、樹脂単体で構成されてもよいし、樹脂と金属酸化物の混合物で構成されてもよい。 Between the support or conductive layer and the photosensitive layer (charge generation layer, charge transport layer), improvement of adhesion of the photosensitive layer, improvement of coating property, improvement of charge injection from the support, electrical breakdown of the photosensitive layer For the purpose of protecting the surface, an undercoat layer (intermediate layer) may be provided. The constituent material of the undercoat layer is not particularly limited as long as it satisfies the function. For example, it may be composed of a single resin or a mixture of a resin and a metal oxide.
樹脂単体で構成される下引き層は、樹脂(結着樹脂)を溶剤に溶解させることによって得られる下引き層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。 The undercoat layer composed of a single resin can be formed by applying an undercoat layer coating solution obtained by dissolving a resin (binder resin) in a solvent, and drying the resulting coating film. it can.
樹脂単体で構成される下引き層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体が挙げられる。また、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、にかわ、ゼラチンが挙げられる。 Examples of the resin used for the undercoat layer composed of a single resin include polyvinyl alcohol, poly-N-vinylimidazole, polyethylene oxide, ethyl cellulose, and an ethylene-acrylic acid copolymer. Further, casein, polyamide, N-methoxymethylated 6 nylon, copolymer nylon, glue and gelatin can be mentioned.
樹脂単体で構成される下引き層の膜厚は、0.05μm以上7μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the undercoat layer formed of a single resin is preferably 0.05 μm or more and 7 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層は、金属酸化物粒子を結着樹脂とともに溶剤に分散処理することによって得られる下引き層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。 The undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide is obtained by applying a coating solution for an undercoat layer obtained by dispersing metal oxide particles in a solvent together with a binder resin. It can be formed by drying.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に含有される金属酸化物粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種を含有する粒子であることが好ましい。上記の金属酸化物を含有する粒子の中でも、酸化亜鉛を含有する粒子がより好ましい。 The metal oxide particles contained in the undercoat layer composed of a mixture of resin and metal oxide contain at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide. It is preferable that the particles are. Among the particles containing the above metal oxide, particles containing zinc oxide are more preferable.
金属酸化物粒子は、支持体から感光層側への電荷注入による黒点状の画像不良を抑制するため、金属酸化物粒子の表面がシランカップリング剤などの表面処理剤で処理されている粒子であってもよい。 The metal oxide particles are particles in which the surface of the metal oxide particles is treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent in order to suppress black spot-like image defects due to charge injection from the support to the photosensitive layer side. There may be.
シランカップリング剤としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、(フェニルアミノメチル)メチルジメトキシシランが挙げられる。N−2−(アミノエチル)−3−アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、N−エチルアミノイソブチルメチルジエトキシシラン、N−メチルアミノプロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, and (phenylaminomethyl) methyldimethoxysilane. Examples thereof include N-2- (aminoethyl) -3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane, N-ethylaminoisobutylmethyldiethoxysilane, and N-methylaminopropylmethyldimethoxysilane.
また、ビニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Moreover, vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are mentioned. Examples include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に含有される樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸コポリマー、エポキシ樹脂、カゼイン樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。ゼラチン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。 Examples of the resin contained in the undercoat layer composed of a mixture of resin and metal oxide include acrylic resin, allyl resin, alkyd resin, ethyl cellulose resin, ethylene-acrylic acid copolymer, epoxy resin, casein resin, and silicone resin. Is mentioned. Examples include gelatin resin, phenol resin, urethane resin, butyral resin, polyacrylate resin, polyacetal resin, polyamideimide resin, polyamide resin, polyallyl ether, polyimide resin, polyester resin, and polyethylene resin.
また、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂が挙げられる。 In addition, polycarbonate resin, polystyrene resin, polysulfone resin, polyvinyl alcohol resin, polybutadiene resin, and polypropylene resin can be used.
これらの中でも、高温高湿環境下での電位変動を抑制する観点から、吸湿性が低い、ウレタン樹脂を用いることが好ましい。 Among these, it is preferable to use a urethane resin having low hygroscopicity from the viewpoint of suppressing potential fluctuation under a high temperature and high humidity environment.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層に好適に用いられるウレタン樹脂は、イソシアネート化合物またはブロック化イソシアネート化合物と、ポリオール樹脂との組成物の重合物からなる。 The urethane resin suitably used for the undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide is composed of a polymer of a composition of an isocyanate compound or a blocked isocyanate compound and a polyol resin.
ブロック化イソシアネート化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートをブロック剤でブロックしたものが挙げられる。1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソフォロンジイソシアネート、IPDI)をブロック剤でブロックしたものが挙げられる。ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、HDI−トリメチロールプロパンアダクト体、HDI−イソシアヌレート体、HDI−ビウレット体をブロック剤でブロックしたものが挙げられる。 Examples of the blocked isocyanate compound include those obtained by blocking 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and diphenylmethane-4,4'-diisocyanate with a blocking agent. Examples include 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI) blocked with a blocking agent. Examples include hexamethylene diisocyanate (HDI), HDI-trimethylolpropane adduct, HDI-isocyanurate, and HDI-biuret blocked with a blocking agent.
ブロック化イソシアネート化合物のブロック剤としては、ホルムアルデヒドオキシム、アセトアルドオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトンオキシム、メチルイソブチルケトオキシムなどのオキシム系化合物が挙げられる。メルドラム酸、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−ブチル、酢酸エチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系化合物が挙げられる。 Examples of the blocking agent for the blocked isocyanate compound include oxime compounds such as formaldehyde oxime, acetoald oxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, acetone oxime, and methyl isobutyl ketoxime. Examples include active methylene compounds such as Meldrum's acid, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-butyl malonate, ethyl acetate, and acetylacetone.
また、ジイソプロピルアミン、ジフェニルアニリン、アニリン、カルバゾールなどのアミン系化合物、エチレンイミン、ポリエチレンイミンなどのイミン系化合物が挙げられる。コハク酸イミド、マレイン酸イミドなどの酸イミド系化合物、マロネート、イミダゾール、ベンズイミダゾール、2−メチルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物が挙げられる。1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物が挙げられる。 Further, amine compounds such as diisopropylamine, diphenylaniline, aniline and carbazole, and imine compounds such as ethyleneimine and polyethyleneimine can be mentioned. Examples include acid imide compounds such as succinimide and maleic imide, and imidazole compounds such as malonate, imidazole, benzimidazole and 2-methylimidazole. Examples include triazole compounds such as 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, and benzotriazole.
また、アセトアニリド、N−メチルアセトアミド、酢酸アミドなどの酸アミド系化合物、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物、尿素、チオ尿素、エチレン尿素などの尿素系化合物が挙げられる。重亜硫酸ソーダなどの亜硫酸塩、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン系化合物、フェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物が挙げられる。 Also, acid amide compounds such as acetanilide, N-methylacetamide, acetic acid amide, lactam compounds such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and urea compounds such as urea, thiourea, ethyleneurea, etc. It is done. Examples thereof include sulfites such as sodium bisulfite, mercaptan compounds such as butyl mercaptan and dodecyl mercaptan, and phenol compounds such as phenol and cresol.
また、ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾールなどのピラゾール系化合物、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノールなどのアルコール系化合物が挙げられる。 Further, pyrazole compounds such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, and 3-methylpyrazole, and alcohol compounds such as methanol, ethanol, 2-propanol, and n-butanol can be used.
また、これらのブロック剤を1種または2種以上を組合せたブロック化イソシアネート化合物であってもよい。ポリオール樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリフェノール樹脂が挙げられる。 Moreover, the blocked isocyanate compound which combined 1 type (s) or 2 or more types of these blocking agents may be sufficient. Examples of the polyol resin include a polyvinyl acetal resin and a polyphenol resin.
金属酸化物粒子と樹脂との含有比率は、電子写真特性やクラック抑制の観点から、金属酸化物粒子:樹脂が2:1〜4:1(質量比)であることが好ましい。 The content ratio between the metal oxide particles and the resin is preferably 2: 1 to 4: 1 (mass ratio) of metal oxide particles: resin from the viewpoint of electrophotographic characteristics and crack suppression.
分散方法としては、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。 Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a vibration mill, an attritor, and a liquid collision type high-speed disperser.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層には、例えば、下引き層の表面粗さの調整、または下引き層のひび割れ軽減を目的として、有機樹脂粒子や、レベリング剤をさらに含有させてもよい。有機樹脂粒子としては、シリコーン粒子等の疎水性有機樹脂粒子や、架橋型ポリメタクリレート樹脂(PMMA)粒子等の親水性有機樹脂粒子を用いることができる。 The undercoat layer composed of a resin and metal oxide mixture further contains organic resin particles and a leveling agent, for example, for the purpose of adjusting the surface roughness of the undercoat layer or reducing cracks in the undercoat layer. You may let them. As the organic resin particles, hydrophobic organic resin particles such as silicone particles and hydrophilic organic resin particles such as cross-linked polymethacrylate resin (PMMA) particles can be used.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層には、各種添加物を含有させることができる。添加物としては、例えば、アルミニウム粉末及び銅粉末等の金属、カーボンブラック等の導電性物質が挙げられる。キノン化合物、フルオレノン化合物、オキサジアゾール系化合物、ジフェノキノン化合物、アリザリン化合物、ベンゾフェノン化合物等の電子輸送性物質が挙げられる。多環縮合化合物、アゾ化合物等の電子輸送物質が挙げられる。金属キレート化合物、シランカップリング剤等の有機金属化合物が挙げられる。 Various additives can be contained in the undercoat layer composed of a mixture of a resin and a metal oxide. Examples of the additive include metals such as aluminum powder and copper powder, and conductive substances such as carbon black. Examples thereof include electron transporting substances such as quinone compounds, fluorenone compounds, oxadiazole compounds, diphenoquinone compounds, alizarin compounds, and benzophenone compounds. Examples thereof include electron transport materials such as polycyclic condensed compounds and azo compounds. Organic metal compounds such as metal chelate compounds and silane coupling agents can be mentioned.
樹脂と金属酸化物の混合物で構成される下引き層の膜厚は、上記導電層を設ける場合には、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、2μm以上8μm以下であることがより好ましい。上記導電層を設けない場合には、10μm以上40μm以下であることが好ましく、15μm以上25μm以下であることがより好ましい。 When the conductive layer is provided, the thickness of the undercoat layer composed of a resin and metal oxide mixture is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 8 μm or less. . When the conductive layer is not provided, the thickness is preferably 10 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 15 μm or more and 25 μm or less.
感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質だけを溶剤に加えて分散処理した後に樹脂を加えて調製してもよいし、電荷発生物質と樹脂をともに溶剤に加えて分散処理して調製してもよい。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。 When the photosensitive layer is a laminated photosensitive layer, the charge generation layer is formed by applying a charge generation layer coating solution obtained by dispersing a charge generation material together with a binder resin and a solvent, and drying it. Can do. The coating solution for the charge generation layer may be prepared by adding only the charge generation material to the solvent and then dispersing the resin, and then adding the resin, or by adding both the charge generation material and the resin to the solvent and dispersing the preparation. Also good. The charge generation layer may be a vapor generation film of a charge generation material.
感光層に用いられる電荷発生物質としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、スクワリリウム色素、チアピリリウム塩、トリフェニルメタン色素、キナクリドン顔料が挙げられる。アズレニウム塩顔料、シアニン染料、アントアントロン顔料、ピラントロン顔料、キサンテン色素、キノンイミン色素、スチリル色素が挙げられる。 Examples of the charge generating material used in the photosensitive layer include azo pigments, phthalocyanine pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, squarylium dyes, thiapyrylium salts, triphenylmethane dyes, and quinacridone pigments. Examples include azulenium salt pigments, cyanine dyes, anthanthrone pigments, pyranthrone pigments, xanthene dyes, quinoneimine dyes, and styryl dyes.
これら電荷発生物質は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これらの中でも、感度の観点から、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンが好ましい。さらに、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの中でも、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶が好ましい。 These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more. Among these, oxytitanium phthalocyanine, chlorogallium phthalocyanine, and hydroxygallium phthalocyanine are preferable from the viewpoint of sensitivity. Furthermore, among the hydroxygallium phthalocyanines, there are hydroxygallium phthalocyanine crystals having crystal forms having strong peaks at Bragg angles 2θ of 7.4 ° ± 0.3 ° and 28.2 ° ± 0.3 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction. preferable.
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂が挙げられる。これらの中でも、ブチラール樹脂が好ましい。これらは、単独、混合または共重合体として、1種または2種以上用いることができる。 Examples of the binder resin used for the charge generation layer include polycarbonate resin, polyester resin, butyral resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, and urea resin. Among these, a butyral resin is preferable. These may be used alone or in combination as a mixture or copolymer.
分散方法としては、例えば、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、アトライターを用いた方法が挙げられる。 Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill, a roll mill, and an attritor.
電荷発生層における電荷発生物質と結着樹脂との割合は、結着樹脂1質量部に対して電荷発生物質が0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましい。電荷発生層には、必要に応じて、例えば、増感剤、レベリング剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、整流性材料を添加することもできる。電荷発生層の膜厚は、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。 The ratio of the charge generation material and the binder resin in the charge generation layer is preferably 0.3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the charge generation material with respect to 1 part by mass of the binder resin. If necessary, for example, a sensitizer, a leveling agent, a dispersant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a rectifying material can be added to the charge generation layer. The thickness of the charge generation layer is preferably from 0.01 μm to 5 μm, and more preferably from 0.1 μm to 2 μm.
感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層上には、電荷輸送層が形成される。電荷輸送層は、電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解させて得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。 When the photosensitive layer is a laminated photosensitive layer, a charge transport layer is formed on the charge generation layer. The charge transport layer can be formed by applying a charge transport layer coating solution obtained by dissolving a charge transport material and a binder resin in a solvent and drying it.
感光層に用いられる電荷輸送物質としては、例えば、ピレン化合物、N−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、N,N−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物が挙げられる。トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物、ブタジエン化合物が挙げられる。これら電荷輸送物質は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これら電荷輸送物質の中でも、電荷の移動度の観点から、トリフェニルアミン化合物が好ましい。 Examples of the charge transport material used in the photosensitive layer include pyrene compounds, N-alkylcarbazole compounds, hydrazone compounds, N, N-dialkylaniline compounds, diphenylamine compounds, and triphenylamine compounds. Examples include triphenylmethane compounds, pyrazoline compounds, styryl compounds, stilbene compounds, and butadiene compounds. These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more. Among these charge transport materials, a triphenylamine compound is preferable from the viewpoint of charge mobility.
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が挙げられる。ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂が挙げられる。ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂が挙げられる。 Examples of the binder resin used for the charge transport layer include acrylic resin, acrylonitrile resin, allyl resin, alkyd resin, epoxy resin, silicone resin, phenol resin, phenoxy resin, polyacrylamide resin, and polyamideimide resin. Examples include polyamide resins, polyallyl ether resins, polyarylate resins, polyimide resins, polyurethane resins, polyester resins, and polyethylene resins. Examples include polycarbonate resin, polysulfone resin, polyphenylene oxide resin, polybutadiene resin, polypropylene resin, and methacrylic resin.
これらの中でも、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピリジン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アガロース樹脂、セルロース樹脂、カゼインなどの絶縁性樹脂が挙げられる。 Among these, insulating resins such as polyarylate resin, polycarbonate, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl pyridine resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, agarose resin, cellulose resin, and casein are exemplified.
これらは、単独、混合または共重合体として、1種または2種以上用いることができる。また、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルポレンなどの有機光導電性ポリマーを用いることもできる。また、これらの樹脂の主鎖や側鎖に、電荷輸送機能を有する骨格を導入し、高分子電荷輸送物質とした化合物を用いることもできる。 These may be used alone or in combination as a mixture or copolymer. Moreover, organic photoconductive polymers, such as poly-N-vinyl carbazole, polyvinyl anthracene, polyvinyl porene, can also be used. Further, a compound having a charge transport function introduced into the main chain or side chain of these resins to form a polymer charge transport material can also be used.
電荷輸送層には、必要に応じて、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤を添加することもできる。 If necessary, for example, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a leveling agent can be added to the charge transport layer.
電荷輸送層における電荷輸送物質と結着樹脂との割合は、結着樹脂1質量部に対して電荷輸送物質が0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましい。 The ratio of the charge transport material and the binder resin in the charge transport layer is preferably 0.3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the charge transport material with respect to 1 part by mass of the binder resin.
電荷輸送層が1層である場合、その電荷輸送層の膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、8μm以上30μm以下であることがより好ましい。電荷輸送層を積層構成とした場合、支持体側の電荷輸送層の膜厚は、5μm以上30μm以下であることが好ましく、表面側の電荷輸送層の膜厚は、1μm以上10μm以下であることが好ましい。 When the charge transport layer is a single layer, the thickness of the charge transport layer is preferably 5 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 8 μm or more and 30 μm or less. When the charge transport layer has a laminated structure, the thickness of the charge transport layer on the support side is preferably 5 μm to 30 μm, and the thickness of the charge transport layer on the surface side is preferably 1 μm to 10 μm. preferable.
本例においては、電荷輸送層が電子写真感光体の表面層となる場合、電子写真感光体の耐久性の向上の観点から、電荷輸送層を耐摩耗性に優れた樹脂で構成することが好ましい。 In this example, when the charge transport layer is the surface layer of the electrophotographic photosensitive member, the charge transport layer is preferably composed of a resin having excellent wear resistance from the viewpoint of improving the durability of the electrophotographic photosensitive member. .
電子写真感光体の耐摩耗性やクリーニング性の向上を目的として、感光層上あるいは電荷輸送層上に保護層を形成し、表面層としてもよい。保護層は、耐摩耗性に優れた樹脂(結着樹脂)を溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させることによって形成することができる。 For the purpose of improving the abrasion resistance and cleaning properties of the electrophotographic photoreceptor, a protective layer may be formed on the photosensitive layer or the charge transport layer to form a surface layer. The protective layer can be formed by forming a coating film of a coating liquid for protective layer obtained by dissolving a resin (binder resin) excellent in abrasion resistance in a solvent, and drying the coating film.
保護層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂が挙げられる。ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマーが挙げられる。 Examples of the resin used for the protective layer include polyvinyl butyral resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyimide resin, and polyarylate resin. Examples include polyurethane resins, phenol resins, styrene-butadiene copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, and styrene-acrylonitrile copolymers.
また、保護層は、重合性のモノマーあるいはオリゴマーを溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液の塗膜を形成し、該塗布膜を架橋または重合反応を用いて硬化(重合)させて保護層を形成してもよい。重合性のモノマーあるいはオリゴマーとしては、例えば、アクリロイルオキシ基やスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物や、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、エポキシ基などの逐次重合性官能基を有する化合物が挙げられる。 The protective layer is formed by forming a coating film of a coating solution for the protective layer obtained by dissolving a polymerizable monomer or oligomer in a solvent, and curing (polymerizing) the coating film using a crosslinking or polymerization reaction to protect it. A layer may be formed. Examples of the polymerizable monomer or oligomer include a compound having a chain polymerizable functional group such as an acryloyloxy group and a styryl group, and a compound having a sequentially polymerizable functional group such as a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. Is mentioned.
硬化させる反応としては、例えば、ラジカル重合、イオン重合、熱重合、光重合、放射線重合(電子線重合)、プラズマCVD法、光CVD法が挙げられる。 Examples of the curing reaction include radical polymerization, ionic polymerization, thermal polymerization, photopolymerization, radiation polymerization (electron beam polymerization), plasma CVD method, and photo CVD method.
また、保護層に要求される特性は膜の強度と電荷輸送能力の両立であるため、保護層用塗布液に導電性粒子や電荷輸送物質を添加してもよい。導電性粒子としては、上記導電層に用いられる導電性顔料を用いることができる。電荷輸送物質としては、上述の電荷輸送物質を用いることができる。 Moreover, since the characteristics required for the protective layer are both the strength of the film and the charge transport capability, conductive particles and a charge transport material may be added to the protective layer coating solution. As the conductive particles, a conductive pigment used in the conductive layer can be used. As the charge transport material, the above-described charge transport materials can be used.
さらに、膜の強度と電荷輸送能力の両立の観点から、同一分子内に電荷輸送性構造(好ましくは正孔輸送性構造)および重合性官能基の両方を有する化合物を用いることがより好ましい。電子写真特性維持の観点から、重合性官能基としてはアクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐摩耗性向上の観点から、同一分子内に重合性官能基を2つ以上有する化合物が好ましい。また、同一分子内に電荷輸送性構造および重合性官能基の両方を有する化合物と、上述の電荷輸送物質、結着樹脂、重合性のモノマーあるいはオリゴマーを混合して用いてもよい。 Furthermore, it is more preferable to use a compound having both a charge transporting structure (preferably a hole transporting structure) and a polymerizable functional group in the same molecule from the viewpoint of achieving both the strength of the film and the charge transporting capability. From the viewpoint of maintaining electrophotographic characteristics, the polymerizable functional group is preferably an acryloyloxy group. Further, from the viewpoint of improving wear resistance, a compound having two or more polymerizable functional groups in the same molecule is preferable. In addition, a compound having both a charge transporting structure and a polymerizable functional group in the same molecule and the above-described charge transporting material, binder resin, polymerizable monomer or oligomer may be mixed and used.
また、電子写真感光体の表面層(電荷輸送層または保護層)には、耐久性改善のためにフィラーを添加することができる。フィラーとしては、フッ素原子含有樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などの有機樹脂粒子や、アルミナ、シリカ、チタニアなどの無機粒子が挙げられる。 In addition, a filler can be added to the surface layer (charge transport layer or protective layer) of the electrophotographic photoreceptor to improve durability. Examples of the filler include organic resin particles such as fluorine atom-containing resin particles and acrylic resin particles, and inorganic particles such as alumina, silica, and titania.
また、各種機能改善を目的として添加剤を添加することもできる。添加剤としては、例えば、導電性粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤が挙げられる。 Additives can also be added for the purpose of improving various functions. Examples of the additive include conductive particles, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a leveling agent.
保護層が電荷輸送能力を有する場合、電荷発生層上に1層の電荷輸送層を兼ねた保護層を設けて表面層としてもよい。 When the protective layer has a charge transporting capability, a protective layer that also serves as one charge transporting layer may be provided on the charge generation layer to form a surface layer.
保護層の膜厚は、0.1〜30μmであることが好ましく、1〜10μmであることがより好ましい。 The thickness of the protective layer is preferably from 0.1 to 30 μm, and more preferably from 1 to 10 μm.
感光層が単層型感光層である場合、感光層は上記の電荷発生物質、電荷輸送物質と、電荷発生層、電荷輸送層および保護層に用いられる結着樹脂の群のうち1種または2種以上の結着樹脂を、溶剤に溶解させて得られる単層型感光層用塗布液を塗布する。そして、これを乾燥させることによって形成することができる。 When the photosensitive layer is a single-layer type photosensitive layer, the photosensitive layer is one or two of the group of the charge generation material, the charge transport material, and the binder resin used for the charge generation layer, the charge transport layer, and the protective layer. A coating solution for a single-layer type photosensitive layer obtained by dissolving at least a binder resin in a solvent is applied. And it can form by drying this.
結着樹脂として重合性のモノマーあるいはオリゴマーを用い、溶剤に溶解させて塗布した後に、架橋あるいは重合させてもよい。必要に応じて、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、電子搬送性物質、フィラーを添加してもよい。 A polymerizable monomer or oligomer may be used as the binder resin, dissolved in a solvent and coated, and then crosslinked or polymerized. If necessary, for example, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a leveling agent, an electron transporting substance, and a filler may be added.
上記の単層型感光層、あるいは積層型感光層の各層の塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ハロゲン化炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤が挙げられる。 Examples of the solvent used in the coating solution for each layer of the single layer type photosensitive layer or the multilayer type photosensitive layer include, for example, alcohol solvents, sulfoxide solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, halogenated carbonization. Examples thereof include hydrogen solvents and aromatic solvents.
具体的には、例えば、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、メトキシプロパノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジオキサン、メチラール、テトラヒドロフランが挙げられる。 Specific examples include water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, methyl cellosolve, methoxypropanol, dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide. Examples include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, diethyl ether, dipropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dioxane, methylal, and tetrahydrofuran.
また、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、四塩化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリンが挙げられる。これらの溶剤は、1種類あるいは2種類以上を混合して用いることができる。 Further, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl formate, ethyl formate, chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, trichloroethylene, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, benzene, toluene, xylene and tetralin can be mentioned. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
上記各層の塗布液を塗布する方法としては、例えば、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法を用いることができる。また、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法の塗布方法を用いることができる。 As a method for applying the coating liquid for each of the above layers, for example, a dip coating method (dip coating method), a spray coating method, or a spinner coating method can be used. Also, a roller coating method, a Meyer bar coating method, and a blade coating method can be used.
<電子写真装置の構成>
図5に本発明に係る電子写真式の画像形成装置の例を示す。図5において、円筒状の電子写真感光体501は、軸502を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。電子写真感光体501の周囲には、電子写真感光体501の表面に静電潜像を形成するための画像形成部が配置されている。
具体的には、感光体501の回転方向に沿って、帯電手段(一次帯電手段)503、露光手段(画像露光手段)が配置されている。詳述すると、感光体501は、帯電手段として機能する帯電ローラにより、所定電位(本例では負極性)に均一に帯電され、その後、原稿の画像情報に基づいて露光手段として機能するレーザー光学系から照射されるレーザー(画像露光光)504を受ける。このようにして、電子写真感光体501の表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
<Configuration of electrophotographic apparatus>
FIG. 5 shows an example of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 5, a cylindrical electrophotographic photosensitive member 501 is rotationally driven with a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of an arrow about an axis 502. Around the electrophotographic photosensitive member 501, an image forming unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is disposed.
Specifically, a charging unit (primary charging unit) 503 and an exposure unit (image exposure unit) are arranged along the rotation direction of the photoconductor 501. More specifically, the photoconductor 501 is uniformly charged to a predetermined potential (negative polarity in this example) by a charging roller that functions as a charging unit, and then functions as an exposure unit based on image information of a document. The laser (image exposure light) 504 emitted from the laser beam is received. In this way, an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501.
本例では、放電を利用した帯電手段を用いた場合において、効果が特に大きい。電子写真感光体501の表面に形成された静電潜像は、次いで現像手段505内の負帯電特性のトナー(不定形トナーまたは球形トナー)で現像(本例では反転現像)されてトナー像が形成される。このとき、トナーの粒径は3〜10μmが好ましい。 In this example, the effect is particularly great when charging means using discharge is used. The electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is then developed (reversed development in this example) with a negatively charged toner (indeterminate toner or spherical toner) in the developing means 505 to form a toner image. It is formed. At this time, the particle diameter of the toner is preferably 3 to 10 μm.
電子写真感光体501の表面に形成されたトナー像が、転写手段(本例では転写ローラ)506からの転写バイアスによって、転写材上に転写されていく。このとき、転写材(シート、記録材)509は、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体501と転写手段506との間(当接部)に電子写真感光体501の回転と同期して取り出されて給送される。このとき、転写性向上の観点から、電子写真感光体501の回転と転写手段の移動速度に速度差を持たせてもよい。 The toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 501 is transferred onto a transfer material by a transfer bias from a transfer unit (transfer roller in this example) 506. At this time, the transfer material (sheet, recording material) 509 is synchronized with the rotation of the electrophotographic photoreceptor 501 between the electrophotographic photoreceptor 501 and the transfer means 506 (contact portion) from a transfer material supply means (not shown). Then, it is taken out and fed. At this time, from the viewpoint of improving transferability, a speed difference may be provided between the rotation of the electrophotographic photosensitive member 501 and the moving speed of the transfer means.
また、転写手段には、トナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧がバイアス電源(不図示)から印加される。また、転写手段506は、2次色以上の画像形成のために、トナー像を電子写真感光体501から中間転写体(不図示)に転写する一次転写と、中間転写体(不図示)から転写材509に転写する二次転写からなる2段構成であってもよい。 Further, a bias voltage having a polarity opposite to the charge held in the toner is applied to the transfer means from a bias power source (not shown). Further, the transfer unit 506 performs primary transfer for transferring a toner image from the electrophotographic photosensitive member 501 to an intermediate transfer member (not shown) and transfer from the intermediate transfer member (not shown) to form an image of a secondary color or higher. A two-stage configuration including secondary transfer to be transferred to the material 509 may be used.
トナー像が転写された転写材509は、電子写真感光体の表面から分離されて定着手段508へ搬送されてトナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置外へプリントアウトされる。 The transfer material 509 on which the toner image has been transferred is separated from the surface of the electrophotographic photosensitive member, conveyed to the fixing means 508, and subjected to a fixing process of the toner image, whereby an electrophotographic apparatus is formed as an image formed product (print, copy). Printed out.
トナー像転写後の電子写真感光体501の表面は、電子写真感光体501の表面に接触配置(当接)されたクリーニング部材(本例では感光体にカウンター当接されたブレード)を有するクリーニング手段507によって転写残トナーなどの付着物の除去を受けて清浄面化される。さらに、前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、前露光は必ずしも必要ではない。 The surface of the electrophotographic photosensitive member 501 after the transfer of the toner image has a cleaning member (in this example, a blade counter-contacted with the photosensitive member) disposed in contact with (in contact with) the surface of the electrophotographic photosensitive member 501. In step 507, the surface is cleaned by removing deposits such as transfer residual toner. Further, after being subjected to charge removal processing by pre-exposure light (not shown) from a pre-exposure means (not shown), it is repeatedly used for image formation. Note that pre-exposure is not always necessary.
電子写真感光体501、帯電手段503、現像手段505およびクリーニング手段507などの作像プロセス機器から選択される構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプ
ロセスカートリッジ(カートリッジ)PCとして一体に結合して構成してもよい。また、このプロセスカートリッジPCを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置の装置本体に対して着脱自在に構成することができる。
Among the components selected from the image forming process equipment such as the electrophotographic photosensitive member 501, the charging unit 503, the developing unit 505, and the cleaning unit 507, a plurality of components are housed in a container and combined as a process cartridge (cartridge) PC. You may comprise. Further, the process cartridge PC can be configured to be detachable from an apparatus main body of an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser beam printer.
即ち、少なくとも、電子写真感光体501と、該電子写真感光体に接触配置されたクリーニング部材を有するクリーニング手段と507を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジPCとして構成する。そして、このプロセスカートリッジPCを有し、階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用する電子写真装置として構成することができる。 That is, at least the electrophotographic photosensitive member 501 and a cleaning unit 507 having a cleaning member disposed in contact with the electrophotographic photosensitive member are integrally supported, and the process cartridge PC is configured to be detachable from the main body of the electrophotographic apparatus. . The electrophotographic apparatus having the process cartridge PC and using at least pseudo halftone processing formed with dots as a method of expressing gradation can be configured.
露光光504は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合、原稿からの反射光や透過光である。または、センサーで原稿を読み取り、あるいはパソコン等の情報機器で生成された電子データを信号化し、この信号に従って行われる、例えば、レーザービームの走査、LEDアレイや液晶シャッターアレイの駆動により照射される光である。本例の画像形成装置(電子写真装置)は、信号化の際に、階調を表現する手法として少なくともドットで形成される疑似中間調処理を利用する。 The exposure light 504 is reflected light or transmitted light from the original when the electrophotographic apparatus is a copying machine or a printer. Alternatively, a document is read by a sensor, or electronic data generated by an information device such as a personal computer is converted into a signal, and light emitted by, for example, scanning a laser beam or driving an LED array or a liquid crystal shutter array is performed according to this signal. It is. The image forming apparatus (electrophotographic apparatus) of the present example uses a pseudo halftone process formed of at least dots as a technique for expressing gradation in signal conversion.
本発明に係る電子写真式の画像形成装置は、信号化の際にディザマトリクスを利用して、ドットで形成される擬似中間調処理を生成することができる。図16は、ドット集中型ディザマトリクスの一例である。このディザマトリクスを用いれば、1200dpi、106lpi、45度のドットパターンで256階調を表現できる。具体的には、入力された0〜255で表現された多値画像データと、図16のディザマトリクス内の数値(閾値)とを比較し、閾値よりも大きければ黒を(印字する)、小さければ白(印字しない)と置き換えて2値画像に変換する。 The electrophotographic image forming apparatus according to the present invention can generate a pseudo halftone process formed of dots using a dither matrix at the time of signalization. FIG. 16 is an example of a dot concentration type dither matrix. If this dither matrix is used, 256 gradations can be expressed by a dot pattern of 1200 dpi, 106 lpi, and 45 degrees. Specifically, the input multi-valued image data represented by 0 to 255 is compared with the numerical value (threshold value) in the dither matrix of FIG. 16, and if it is larger than the threshold value, black is printed (printed). For example, it is replaced with white (not printed) and converted to a binary image.
近年の電子写真装置で使われている解像度は600dpi〜2400dpiが主流である。なお、線数は106〜212lpiのものが多い。また、ブラックは視感度が高いため、角度的に視感度が低下する45度にスクリーン角を設定することが多い。実施形態においては、擬似中間調処理としてAMスクリーニングパターンを用い、600dpiでも形成可能な線数106lpiの45度、および212lpiの45度の正方パターン(隣り合うドットの角度が90度)を用いた。 The resolution used in recent electrophotographic apparatuses is mainly 600 dpi to 2400 dpi. In many cases, the number of lines is 106 to 212 lpi. Also, since black has high visibility, the screen angle is often set at 45 degrees where the visibility is angularly degraded. In the embodiment, an AM screening pattern is used as the pseudo halftone process, and a 45 degree square pattern of 106 lpi that can be formed even at 600 dpi and a 45 degree square pattern of 212 lpi (adjacent dot angle is 90 degrees) are used.
なお、画像形成装置がトナーの色毎に感光体及び画像形成部を備えた画像形成ステーションが設けられる、所謂、タンデム方式の場合、本例の構成が少なくとも1つの画像形成ステーションに採用されていれば良い。例えば、タンデム方式の画像形成装置において、ブラック画像を形成する画像形成ステーションではその感光体内にヒーターを設置し、この画像形成ステーションには本例の構成を採用せず、他の色のトナー画像を形成する画像形成ステーションには本例の構成を採用する画像形成装置であっても構わない。 In the case of a so-called tandem system in which the image forming apparatus is provided with a photoconductor and an image forming unit for each toner color, the configuration of this example may be adopted for at least one image forming station. It ’s fine. For example, in an image forming apparatus of a tandem system, a heater is installed in the photosensitive body in an image forming station that forms a black image, and the configuration of this example is not adopted in this image forming station, and toner images of other colors are used. The image forming station to be formed may be an image forming apparatus adopting the configuration of this example.
<実施例>
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。また、電子写真感光体を、以下単に「感光体」ともいう。また、以下のすべての例において、電子写真感光体の表面に形成された凹部の開口部の形状は、開口部の最長径と開口部の最短径が実質等しい円状である。
<Example>
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. In the examples, “part” means “part by mass”. Further, the electrophotographic photoreceptor is hereinafter simply referred to as “photoreceptor”. In all the following examples, the shape of the opening of the recess formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member is a circular shape in which the longest diameter of the opening and the shortest diameter of the opening are substantially equal.
(凹部形成前の感光体Aの製造例)
直径30.52mm、長さ370mmのアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
(Production example of photoreceptor A before formation of recesses)
An aluminum cylinder having a diameter of 30.52 mm and a length of 370 mm was used as a support (cylindrical support).
次に、金属酸化物として酸化亜鉛粒子(比表面積:19m2/g、粉体抵抗:4.7×106Ω・cm)100部をトルエン500部と撹拌混合した。これにシランカップリング剤(化合物名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、商品名:KBM602、信越化学工業(株)製)0.8部を添加し、6時間攪拌した。その後、トルエンを減圧留去して、130℃で6時間加熱乾燥し、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。 Next, 100 parts of zinc oxide particles (specific surface area: 19 m 2 / g, powder resistance: 4.7 × 10 6 Ω · cm) as a metal oxide were stirred and mixed with 500 parts of toluene. To this, 0.8 part of a silane coupling agent (compound name: N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, trade name: KBM602, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added for 6 hours. Stir. Thereafter, toluene was distilled off under reduced pressure, followed by heating and drying at 130 ° C. for 6 hours to obtain surface-treated zinc oxide particles.
次に、ポリオール樹脂としてブチラール樹脂(商品名:BM−1、積水化学工業(株)製)15部およびブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製)15部を混合溶液に溶解させた。混合溶液はメチルエチルケトン73.5部と1−ブタノール73.5部の混合である。 Next, 15 parts of butyral resin (trade name: BM-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 15 parts of blocked isocyanate (trade name: Sumijoule 3175, manufactured by Sumitomo Bayern Urethane Co., Ltd.) as a polyol resin are mixed solution. Dissolved. The mixed solution is a mixture of 73.5 parts of methyl ethyl ketone and 73.5 parts of 1-butanol.
この溶液に前記表面処理された酸化亜鉛粒子80.8部、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン0.8部(東京化成工業(株)社製)を加え、これを直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下で3時間分散した。分散後、下記の2つ物質を加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。 To this solution, 80.8 parts of the surface-treated zinc oxide particles and 0.8 part of 2,3,4-trihydroxybenzophenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added, and this was added to a glass having a diameter of 0.8 mm. Dispersion was performed in a sand mill apparatus using beads in an atmosphere of 23 ± 3 ° C. for 3 hours. After the dispersion, the following two substances were added and stirred to prepare an undercoat layer coating solution.
・シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レダウコーニングシリコーン社製)
・・・0.01部
・架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(商品名:TECHPOLYMERSSX−102、積水化成品工業(株)社製、平均一次粒径2.5μm)
・・・5.6部
この下引き層用塗布液を上記支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
・ Silicone oil (trade name: SH28PA, manufactured by Toray Dow Corning Silicone)
... 0.01 parts Crosslinked polymethyl methacrylate (PMMA) particles (trade name: TECHPOLYMERSSX-102, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., average primary particle size 2.5 μm)
... 5.6 parts This undercoat layer coating solution was dip-coated on the support, and the resulting coating film was dried at 160 ° C for 40 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 18 µm. .
次に、下記の4つの物質を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した後、酢酸エチル700部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。 Next, the following four substances were placed in a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm, dispersed for 4 hours, and then 700 parts of ethyl acetate was added to prepare a charge generation layer coating solution.
・CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の7.4°および28.2°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質) ・・・20部
・下記構造式(A)で示されるカリックスアレーン化合物 ・・・0.2部
-Crystal form hydroxygallium phthalocyanine crystal (charge generating material) with strong peaks at 7.4 ° and 28.2 ° with Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction. Calixarene compound represented by formula (A): 0.2 part
・・・10部
・シクロヘキサノン ・・・600部
この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を15分間80℃で乾燥させることによって、膜厚0.17μmの電荷発生層を形成した。
・ ・ ・ 10 parts ・ Cyclohexanone ・ ・ ・ 600 parts This coating solution for charge generation layer is dip-coated on the undercoat layer, and the resulting coating film is dried at 80 ° C. for 15 minutes to obtain a film thickness of 0.17 μm. The charge generation layer was formed.
次に、下記の5つの物質を、混合キシレン600部およびジメトキシメタン200部の混合溶剤に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。 Next, a charge transport layer coating solution was prepared by dissolving the following five substances in a mixed solvent of 600 parts of mixed xylene and 200 parts of dimethoxymethane.
・下記構造式(B)で示される化合物(電荷輸送物質) ・・・30部
・下記構造式(C)で示される化合物(電荷輸送物質) ・・・60部
・下記構造式(D)で示される化合物 ・・・10部
・ポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ビスフェノールZ型のポリカーボネート) ・・・100部
・下記構造式(E)で示されるポリカーボネート(粘度平均分子量Mv:20000)
・・・0.02部
・ Compound represented by the following structural formula (B) (charge transporting substance) 30 parts ・ Compound represented by the following structural formula (C) (charge transporting substance) 60 parts ・ In the following structural formula (D) Compound shown: 10 parts Polycarbonate resin (trade name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., bisphenol Z type polycarbonate) ... 100 parts Polycarbonate represented by the following structural formula (E) ( Viscosity average molecular weight Mv: 20000)
... 0.02 parts
で乾燥させることによって、膜厚18μmの電荷発生層を形成した。
Then, a charge generation layer having a film thickness of 18 μm was formed.
次に、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製)20部/1−プロパノール20部の混合溶剤を、ポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過した。この混合溶剤に下記の3つの物質を加えた。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−020、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。 Next, a mixed solvent of 20 parts of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (trade name: Zeolora H, Nippon Zeon Co., Ltd.) / 20 parts of 1-propanol was added to The mixture was filtered with a filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). The following three substances were added to this mixed solvent. By filtering this with a polyflon filter (trade name: PF-020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), a coating solution for a second charge transport layer (protective layer) was prepared.
・下記構造式(F)で示される正孔輸送性化合物 ・・・90部 ・ Hole transporting compound represented by the following structural formula (F): 90 parts
・1−プロパノール ・・・70部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を大気中において6分間50℃で乾燥させた。その後、窒素中において、支持体(被照射体)を200rpmで回転させながら、加速電圧70kV、吸収線量8000Gyの条件で1.6秒間、電子線を塗膜に照射した。
引き続いて、窒素中において25℃から125℃まで30秒かけて昇温させ、塗膜の加熱を行った。電子線照射およびその後の加熱時の雰囲気の酸素濃度は15ppmであった。次に、大気中において30分間100℃で加熱処理を行うことによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。 Subsequently, the temperature was raised from 25 ° C. to 125 ° C. over 30 seconds in nitrogen, and the coating film was heated. The oxygen concentration in the atmosphere during electron beam irradiation and subsequent heating was 15 ppm. Next, the second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm was formed by performing a heat treatment at 100 ° C. for 30 minutes in the air.
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Aを作製した。感光体Aの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。 As described above, a photoreceptor A, which is an electrophotographic photoreceptor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor A was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(凹部形成前の感光体Bの製造例)
感光体Aの製造例において、支持体(円筒状支持体)として直径84mm、長さ370mmのアルミニウムシリンダーを用いた以外は、感光体Aの製造例と同様にして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Bを作製した。
(Production example of photoreceptor B before formation of recesses)
In the production example of photoconductor A, before forming a recess on the surface in the same manner as in the photoconductor A production example, except that an aluminum cylinder having a diameter of 84 mm and a length of 370 mm was used as the support (cylindrical support). A photoconductor B which is an electrophotographic photoconductor was prepared.
感光体Bの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。 The surface of the photoreceptor B was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(凹部形成前の感光体Cの製造例)
感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の手順で潤滑剤分散液を得た。
(Production example of photoreceptor C before formation of recess)
In the same manner as in the photoconductor A production example, a conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on a support. Next, a lubricant dispersion was obtained by the following procedure.
分散剤としてのフッ素原子含有樹脂(商品名:GF−300、東亞合成(株)社製)0.5部を下記に混合溶剤に溶解させた。
・1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製) ・・・30部
・1−プロパノール ・・・30部
これに、潤滑剤としてのポリテトラフルオロエチレン(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)10部を加えた。これを高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics社製)に入れ、600kgf/cm2の圧力で、4回の分散処理を施した。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、潤滑剤分散液を得た。
0.5 parts of a fluorine atom-containing resin (trade name: GF-300, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a dispersant was dissolved in a mixed solvent as follows .
・ 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (trade name: Zeorora H, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) ・ ・ ・ 30 parts ・ 1-propanol ・ ・ ・ 30 parts 10 parts of polytetrafluoroethylene (trade name: Lubron L-2, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as a lubricant was added. This was put into a high-pressure disperser (trade name: Microfluidizer M-110EH, manufactured by Microfluidics, USA), and subjected to dispersion treatment four times at a pressure of 600 kgf / cm 2 . This was filtered with a polyflon filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) to obtain a lubricant dispersion.
その後、前記構造式(F)で示される正孔輸送性化合物90部、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン70部、および、1−プロパノール70部を上記潤滑剤分散液に加えた。これをポリフロンフィルター(商品名:PF−020、アドバンテック東洋(株)製)で濾過することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。 Thereafter, 90 parts of the hole transporting compound represented by the structural formula (F), 70 parts of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, and 70 parts of 1-propanol were lubricated. It was added to the agent dispersion. By filtering this with a polyflon filter (trade name: PF-020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), a coating solution for a second charge transport layer (protective layer) was prepared.
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を大気中において6分間50℃で乾燥させた。その後、窒素中において、支持体(被照射体)を200rpmで回転させながら、加速電圧70kV、吸収線量8000Gyの条件で1.6秒間、電子線を塗膜に照射した。引き続いて、窒素中において25℃から125℃まで30秒かけて昇温させ、塗膜の加熱を行った。電子線照射およびその後の加熱時の雰囲気の酸素濃度は15ppmであった。次に、大気中において30分間100℃で加熱処理を行うことによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。 The coating solution for the second charge transport layer was dip-coated on the charge transport layer, and the obtained coating film was dried at 50 ° C. for 6 minutes in the air. Thereafter, in nitrogen, the coating film was irradiated with an electron beam for 1.6 seconds under the conditions of an acceleration voltage of 70 kV and an absorbed dose of 8000 Gy while rotating the support (object to be irradiated) at 200 rpm. Subsequently, the temperature was raised from 25 ° C. to 125 ° C. over 30 seconds in nitrogen, and the coating film was heated. The oxygen concentration in the atmosphere during electron beam irradiation and subsequent heating was 15 ppm. Next, the second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm was formed by performing a heat treatment at 100 ° C. for 30 minutes in the air.
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Cを作製した。感光体Cの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。 As described above, Photoconductor C, which is an electrophotographic photoconductor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor C was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(凹部形成前の感光体Dの製造例)
感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の手順で第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
(Manufacturing example of the photoreceptor D before forming the recess)
In the same manner as in the photoconductor A production example, a conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on a support. Next, a coating solution for the second charge transport layer (protective layer) was prepared by the following procedure.
下記の混合液を、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、Microfluidics社製)に入れ、600kgf/cm2の圧力で3回の分散処理を施した。 The following mixed liquid was put into a high-pressure disperser (trade name: Microfluidizer M-110EH, manufactured by Microfluidics), and subjected to dispersion treatment three times at a pressure of 600 kgf / cm 2 .
・アルミナ粒子(平均粒径:0.1μm、商品名:LS−231、日本軽金属(株)製) ・・・10部
・クロロベンゼン ・・・90部
さらに、この分散処理を行った混合液をポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋(株)製)で濾過を行い、分散液を調製した。そして、
・前記構造式(C)で示される構造を有する化合物 ・・・70部
・ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチッ
クス(株)製) ・・・100部
・上記分散液 ・・・200部
・モノクロロベンゼン ・・・400部
・ジメトキシメタン ・・・200部
を混合することによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
・ Alumina particles (average particle size: 0.1 μm, trade name: LS-231, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) ・ ・ ・ 10 parts ・ Chlorobenzene ・ ・ ・ 90 parts Filtration was performed with a Freon filter (trade name: PF-040, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) to prepare a dispersion. And
-Compound having the structure represented by the structural formula (C) ... 70 parts-Polycarbonate (trade name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) ... 100 parts-The above dispersion liquid ... 200 Part: Monochlorobenzene: 400 parts Dimethoxymethane: By mixing 200 parts, a coating solution for the second charge transport layer (protective layer) was prepared.
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上にスプレー塗布し、得られた塗膜を20分間130℃で乾燥させることによって、膜厚5μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。 The coating solution for the second charge transport layer is spray-coated on the charge transport layer, and the obtained coating film is dried at 130 ° C. for 20 minutes to form a second charge transport layer (protective layer) having a thickness of 5 μm. did.
以上のようにして、表面に凹部を形成する前の電子写真感光体である感光体Dを作製した。感光体Dの表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。 As described above, a photoconductor D, which is an electrophotographic photoconductor before forming a recess on the surface, was produced. The surface of the photoreceptor D was observed, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
(感光体Eの製造例)
凹部形成前の感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に、下記の物質を1−メトキシ−2−プロパノール20.9部に溶解させることによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
(Production example of photoconductor E)
A conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on the support in the same manner as in the production example of the photoreceptor A before forming the recess. Next, a coating solution for the second charge transport layer (protective layer) was prepared by dissolving the following substances in 20.9 parts of 1-methoxy-2-propanol.
・アクリルポリオール(商品名:JONCRYL−587、Johonson Polymers製) ・・・1.5部
・メラミン樹脂(商品名:CYMEL−303、CytecIndustries製)
・・・2.1部
・電荷輸送成分としてのN,N,N’,N’−テトラキス−[(4−ヒドロキシメチル)フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(THM−TBD)
・・・1.16部
・電荷輸送成分としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−ヒドロキシフェニル)−テルフェニル−ジアミン(DHTER) ・・・1.93部
・酸触媒(商品名:Nacure5225、King Chemical Industries製) ・・・0.05部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、40分間140℃で熱硬化させることによって、膜厚6μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
・ Acrylic polyol (trade name: JONCRYL-587, manufactured by Johnson Polymers) ・ ・ ・ 1.5 parts ・ Melamine resin (trade name: CYMEL-303, manufactured by Cytec Industries)
2.1 parts-N, N, N ', N'-tetrakis-[(4-hydroxymethyl) phenyl] -biphenyl-4,4'-diamine (THM-TBD) as a charge transport component
... 1.16 parts-N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-hydroxyphenyl) -terphenyl-diamine (DHTER) as a charge transport component ... 1.93 parts-Acid catalyst (Trade name: Nacure 5225, manufactured by King Chemical Industries) ... 0.05 parts This coating solution for charge transport layer is dip coated on the charge transport layer and thermally cured at 140 ° C. for 40 minutes to obtain a film thickness. A 6 μm second charge transport layer (protective layer) was formed.
以上のようにして、感光体Eを作製した。感光体Eについて、上述の手法で表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、後述するSCR1、SCR2について画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表2に示す。 The photoreceptor E was produced as described above. The surface of the photoreceptor E was observed by the above-described method, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated for SCR1 and SCR2, which will be described later. The results are shown in Table 2.
概ね図4に示す構成の圧接形状転写加工装置にて、凸形状を有するモールドを設置し、凹部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。
In the press-fitting shape transfer processing apparatus having a configuration generally shown in FIG. 4, a mold having a convex shape was installed, and surface processing was performed on the electrophotographic photosensitive member before forming the concave portion.
凸形状を有するモールドについて、図6に示す。実施形態においては、図6の(A)に示す規則配置のモールド、および、(B)に示す不規則配置のモールドを利用した。図6中、Xmは凸部の最長径(モールド上の凸部を上から見たときの最長径のこと。以下同じ)、θは正方配置の露光光の主走査方向(図6の水平方向)に対する傾き、Hは部の高さを示す。モールドの作成は次のようにして行った。 A mold having a convex shape is shown in FIG. In the embodiment, the regularly arranged mold shown in FIG. 6A and the irregularly arranged mold shown in FIG. 6B were used. In FIG. 6, Xm is the longest diameter of the convex part (the longest diameter when the convex part on the mold is viewed from above; the same applies hereinafter), and θ is the main scanning direction of exposure light in a square arrangement (horizontal direction in FIG. 6). ), H represents the height of the part. The mold was produced as follows.
まず、凸部の配置を設計した。以下の配置の設計の説明において、面積、面積率とは、モールド上の凸部を上から見たときの面積、面積率を示す。 First, the arrangement of the convex portions was designed. In the following description of the layout design, the area and area ratio indicate the area and area ratio when the convex portion on the mold is viewed from above.
図6の(A)は、Y1とY2が等間隔である正方配置である。正方配置の設計には、Adobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いた。 FIG. 6A shows a square arrangement in which Y1 and Y2 are equally spaced. For the design of the square arrangement, a conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome two gradations (halftone screen) was used.
まず、設計したい凸部の面積率に対応する濃度のグレースケールを作成する。例えば、凸部の面積率を20%としたい場合、濃度20%のグレースケールを作成する。次に、モノクロ2階調変換にて、ドット形状を円形とし、設計したい最長径Xmと面積率から算出される線数(Y1、Y2の距離)と角度θを設定してハーフトーンスクリーンに変換した。解像度が不足する場合は、得られたハーフトーンスクリーンから配置の座標を抽出し、最長径Xmの凸部を再配置した。以上のようにして正方配置を作成した。 First, a gray scale having a density corresponding to the area ratio of the convex portion to be designed is created. For example, when the area ratio of the convex portion is desired to be 20%, a gray scale having a density of 20% is created. Next, in monochrome two-tone conversion, change the dot shape to a circle, set the number of lines (distance between Y1 and Y2) calculated from the longest diameter Xm and area ratio to be designed, and the angle θ and convert it to a halftone screen. did. When the resolution was insufficient, the coordinates of the arrangement were extracted from the obtained halftone screen, and the convex portions with the longest diameter Xm were rearranged. A square arrangement was created as described above.
図6の(B)は、上述のFloyd−Steinberg法による不規則配置である。まず、設計したい凸部の面積率に対応する濃度のグレースケールを作成する。次に、最長径Xmの凸部ひとつの面積と同面積となる正方形を単位画素に設定し、域値をグレースケールの濃度として、図14の(a)に示す分散ルールを用いて2値化された不規則パターンを生成した。このとき、最初の画素のみ255階調目の濃度に設定して演算を開始した。次に、2値化された不規則パターンにおいて、パターンに対応する画素に、最長径Xmの凸部を配置することで、不規則配置を作成した。 FIG. 6B shows an irregular arrangement by the above-described Floyd-Steinberg method. First, a gray scale having a density corresponding to the area ratio of the convex portion to be designed is created. Next, a square having the same area as that of one convex portion having the longest diameter Xm is set as a unit pixel, and binarization is performed using a distribution rule shown in FIG. Generated irregular pattern. At this time, only the first pixel was set to the density of the 255th gradation, and the calculation was started. Next, in the binarized irregular pattern, an irregular arrangement was created by arranging convex portions having the longest diameter Xm in pixels corresponding to the pattern.
図6の(C)は、Y1とY2が等間隔である正方配置領域Aと、Y3とY4が等間隔である正方配置領域Bを、500μm四方ごとに互い違いに配置した、チェッカーマーク様の正方配置である。領域AのXmと領域BのXn、領域AのY1(Y2)と領域BのY3(Y4)は、各々異なるサイズで設計した。 FIG. 6C shows a checker mark-like square in which square arrangement areas A in which Y1 and Y2 are equally spaced and square arrangement areas B in which Y3 and Y4 are equally spaced are arranged alternately every 500 μm square. Arrangement. Xm in the region A and Xn in the region B, Y1 (Y2) in the region A, and Y3 (Y4) in the region B were designed with different sizes.
図6の(D)は、図6の(A)の正方配置を行った後、Xmを交互にXnに置き換えた、最長径が互い違いの正方配置である。 FIG. 6D shows a square arrangement in which the longest diameter is staggered, in which Xm is alternately replaced with Xn after the square arrangement of FIG. 6A is performed.
以上のようにして設計した凸部配置に、凸部の高さHを加えた電子データを作成した。凸部の立体形状は任意に選択できるが、実施形態では円形ドーム型を採用した。レジストに、作成した電子データに基づいて光照射することで凸形状を作成し、これを反転させた型を作成、引き続きニッケルを電鋳することで、凸形状を有するニッケル製のモールドを作成した。 Electronic data was created by adding the height H of the convex portion to the convex portion arrangement designed as described above. Although the three-dimensional shape of the convex portion can be arbitrarily selected, a circular dome shape is adopted in the embodiment. The resist is irradiated with light based on the created electronic data, creating a convex shape, creating a mold that is inverted, and subsequently electroforming nickel to create a nickel mold having a convex shape .
以上の方法で、Xm、Xn、Y1(Y2)、Y3(Y4)、H、θを変えて、各種モールドを作成した。 Various molds were prepared by changing Xm, Xn, Y1 (Y2), Y3 (Y4), H, and θ by the above method.
表面加工時には、電子写真感光体の表面の温度が所定の温度になるように電子写真感光体およびモールドの温度を制御し、所望の圧力で電子写真感光体と加圧部材を押し付けながら、電子写真感光体を周方向に回転させる。これにより、電子写真感光体の表面(周面)の全面に凹部を形成した。以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体を作成した。 At the time of surface processing, the temperature of the electrophotographic photosensitive member and the mold is controlled so that the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member becomes a predetermined temperature, and the electrophotographic photosensitive member and the pressure member are pressed at a desired pressure while performing electrophotography. The photoreceptor is rotated in the circumferential direction. Thereby, a concave portion was formed on the entire surface (circumferential surface) of the electrophotographic photosensitive member. As described above, an electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was prepared.
(電子写真感光体の表面の観察)
表面に凹部を有する電子写真感光体の表面を、レーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)で10倍乃至50倍レンズにより拡大観察し、上述のようにして電子写真感光体の表面に設けられた特定凹部および平坦部の判定を行った。
(Observation of the surface of the electrophotographic photoreceptor)
The surface of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is enlarged and observed with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, trade name: VK-9500) with a 10 to 50 times lens, and the electrophotographic photosensitive member is as described above. The specific recessed part and flat part provided in the surface of this were determined.
観察時には、電子写真感光体の長手方向に傾きが無いように、また、周方向については、電子写真感光体の円弧の頂点にピントが合うように、調整を行った。一辺500μmの正方形領域は、拡大観察を行った画像を画像連結アプリケーションによって連結して得た。また、得られた結果については、付属の画像解析ソフトにより、画像処理高さデータを選択し、フィルタタイプメディアンでフィルタ処理を行った。上記観察によって特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、および凹部の配置を求めた。 At the time of observation, adjustment was performed so that there is no inclination in the longitudinal direction of the electrophotographic photosensitive member, and the circumferential direction was focused on the apex of the arc of the electrophotographic photosensitive member. A square region having a side of 500 μm was obtained by connecting the enlarged images with an image connection application. Moreover, about the obtained result, image processing height data was selected with attached image analysis software, and the filter process was performed by the filter type median. Based on the above observation, the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined.
なお、表面に凹部を有する電子写真感光体の表面を、他のレーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:X−200)を用い、上記と同様の方法で観察を行った。この場合も、上記のレーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)を用いた場合と同様の結果が得られた。以下の例では、表面に凹部を有する電子写真感光体の観察に、レーザー顕微鏡((株)キーエンス製、商品名:VK−9500)および50倍レンズを用いた。 In addition, the surface of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was observed by the same method as described above using another laser microscope (trade name: X-200, manufactured by Keyence Corporation). In this case, the same result as that obtained when the above laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, trade name: VK-9500) was used was obtained. In the following examples, a laser microscope (manufactured by Keyence Co., Ltd., trade name: VK-9500) and a 50 × lens were used for observing an electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface.
(画質低下指数の算出)
表面に凹部を有する電子写真感光体について、レボックス(株)社製GX−700にて、CCDカメラによる観察を行い、一辺10.84mmの正方形領域における写真データを取得した。取得した画像に対して2値化処理を行い凹部配置の座標を取得した。次に、レーザー顕微鏡観察にて取得した特定凹部の開口形状を、凹部配置の座標に反映して、複数の凹部の配置(A)とした。
(Calculation of image quality degradation index)
The electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface was observed with a CCD camera using GX-700 manufactured by Rebox Co., Ltd., and photographic data in a square region having a side of 10.84 mm was obtained. The binarization process was performed on the acquired image to acquire the coordinates of the concave portion arrangement. Next, the opening shape of the specific recesses obtained by laser microscope observation was reflected in the coordinates of the recess arrangement, and the arrangement of multiple recesses (A) was made.
なお、前記のレーザー顕微鏡を用いてモールドの観察を行い、モールドの凸部の外周形状と、先に観察した特定凹部の開口形状が一致する場合は、モールドを作成する際に利用した凸部配置の電子データを複数の凹部の配置(A)とした。 In addition, when the mold is observed using the laser microscope, and the outer peripheral shape of the convex portion of the mold matches the opening shape of the specific concave portion that was observed earlier, the convex portion arrangement used when creating the mold is used. This electronic data was taken as the arrangement (A) of a plurality of recesses.
スクリーンパターン(B)として、下記の2つをAdobe社Photoshopのグレースケール→モノクロ2階調(ハーフトーンスクリーン)への変換手法を用いて作成した。 As the screen pattern (B), the following two were created using a conversion method from Adobe Photoshop's gray scale to monochrome 2 gradation (halftone screen).
・ドット形状が円形で、線数106lpi、角度45°、印字率40%の正方配置スクリーンパターン1(SCR1)
・ドット形状が円形で、線数212lpi、角度45°、印字率40%の正方配置スクリーンパターン2(SCR2)
上記で得られた複数の凹部の配置(A)、スクリーンパターン(B)を用い、上述した算出方法に従って画質低下指数の算出を行った。画像(C)の作成には、Adobe社Photoshopを用いた。粒子解析には、キーエンス社製粒子解析ソフト(GRADING ANALYSIS)VH−H1G1を用いた。
-Square layout screen pattern 1 (SCR1) with a circular dot shape, line number 106 lpi, angle 45 °, printing rate 40%
-Square layout screen pattern 2 (SCR2) with a circular dot shape, 212 lpi line, 45 ° angle, 40% printing rate
The image quality degradation index was calculated according to the calculation method described above using the plurality of concave portion arrangements (A) and screen patterns (B) obtained above. Adobe (Photoshop) was used to create the image (C). For particle analysis, Keyence Corporation particle analysis software (GRADING ANALYSIS) VH-H1G1 was used.
(画質評価1)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のシアンステーションに装着し、以下のように評価を行った。
(Image quality evaluation 1)
The electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a cyan station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。 First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
電子写真装置のシアンに設定されているディザマトリクスを、線数106lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。 The dither matrix set to cyan in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi.
Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数106lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン1(SCR1)で構成されたハーフトーン1(HT1)を得た。得られたハーフトーン1(HT1)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。 A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 1 (HT1) composed of screen pattern 1 (SCR1) having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 1 (HT1) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
ハーフトーン1(HT1)について、限度見本と比較して目視評価によるランク付けを行った。限度見本は、電子写真装置の開発者20人を被験者とし、画質低下のないハーフトーンと、表面に凹部を有する電子写真感光体を用いて出力した、画質低下の程度の異なる複数のハーフトーン画像を比較させて設定した。限度見本の内容を下記に示す。 Halftone 1 (HT1) was ranked by visual evaluation compared to the limit sample. The limit sample is composed of 20 halftone images having different image quality degradation levels, which are output using a halftone image having no image quality degradation and an electrophotographic photosensitive member having a recess on the surface, with 20 electrophotographic device developers as subjects. Were set in comparison. The contents of the limit sample are shown below.
A:被験者全員が、画質低下していないと判断した画像
B:被験者によって、がさつきが低下しているか否か、判断が分かれた画像
C:被験者によって、モアレが低下化しているか否か、判断が分かれた画像
D:被験者全員が、がさつきが低下化していると判断した画像のうち最も程度の良い画像
E:被験者全員が、モアレが低下していると判断した画像のうち最も程度の良い画像
本例では、A〜Cを許容できる画質低下とした。
A: Image judged by all the subjects that the image quality has not deteriorated B: Image of whether or not the roughness is lowered by the subjects, and an image in which the judgment is divided C: Determination of whether the moire is lowered by the subjects D: The image with the highest degree among all the images judged by all the subjects to have reduced roughness. E: The image with the best degree among all the images judged by all subjects to have reduced moire. Image In this example, A to C are acceptable image quality degradation.
(画質評価2)
画質評価1の画像出力において、電子写真装置のシアンに設定されているディザマトリクスを、線数212lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン2(SCR2)で構成されたハーフトーン2(HT2)を得た。得られたハーフトーン2(HT2)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。
(Image quality evaluation 2)
In the image output of image quality evaluation 1, the dither matrix set to cyan in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi. A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 2 (HT2) composed of screen pattern 2 (SCR2) having a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 2 (HT2) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(画質評価3)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のブラックステーションに装着し、以下のように評価を行った。
(Image quality evaluation 3)
An electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a black station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。 First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
電子写真装置のブラックに設定されているディザマトリクスを、線数106lpi、角度45°、解像度1200dpiのディザマトリクスに変更した。Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成した。プリンタードライバーを介して出力することで、線数106lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン1(SCR1)で構成されたハーフトーン3(HT3)を得た。得られたハーフトーン3(HT3)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。 The dither matrix set to black in the electrophotographic apparatus was changed to a dither matrix having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a resolution of 1200 dpi. A gray scale with a density of 40% was created in A4 size using Adobe Photoshop. By outputting via a printer driver, halftone 3 (HT3) composed of screen pattern 1 (SCR1) having a line number of 106 lpi, an angle of 45 °, and a printing rate of 40% was obtained. The obtained halftone 3 (HT3) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(画質評価4)
表面に凹部を有する電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7065)の改造機のブラックステーションに装着し、以下のように評価を行った。
(Image quality evaluation 4)
An electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface is mounted on a black station of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7065) manufactured by Canon Inc., and evaluated as follows. It was.
まず、23℃/50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vとなるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。 First, in a 23 ° C./50% RH environment, the charging device and the image exposure are performed so that the dark potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the bright potential (Vl) is −200 V, and the developing potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set.
Adobe社Photoshopにて、濃度40%のグレースケールをA4サイズで作成し、プリンタードライバーを介して出力した。プリンタードライバーの設定で、中間調:解像度、解像度:1200dpiと選択して出力を行うことで、線数212lpi、角度45°、印字率40%のスクリーンパターン2(SCR2)で構成されたハーフトーン4(HT4)を得た。得られたハーフトーン4(HT4)について、画質評価1と同様の目視評価によるランク付けを行った。 A gray scale with a density of 40% was created in A4 size by Adobe Photoshop and output via a printer driver. Halftone 4 composed of screen pattern 2 (SCR2) with a line number of 212 lpi, an angle of 45 °, and a print rate of 40% by selecting halftone: resolution and resolution: 1200 dpi in the printer driver settings. (HT4) was obtained. The obtained halftone 4 (HT4) was ranked by visual evaluation similar to the image quality evaluation 1.
(画像流れ評価1)
表面に凹部を有する感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7055)の改造機のシアンステーション(接触帯電方式)に装着した。
(Image flow evaluation 1)
A photoreceptor having a concave portion on the surface was mounted on a cyan station (contact charging method) of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7055) manufactured by Canon Inc.
まず、30℃/80%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200V、現像電位が−540Vになるように帯電装置、画像露光装置および現像装置の条件を設定した。また、ディザマトリクスは、画質評価に用いたものに変更した。 First, in an environment of 30 ° C./80% RH, the charging device and image exposure are performed so that the dark portion potential (Vd) of the electrophotographic photosensitive member is −700 V, the light portion potential (Vl) is −200 V, and the development potential is −540 V. The conditions of the apparatus and the developing apparatus were set. The dither matrix was changed to that used for image quality evaluation.
次に、表2に示すように、硬度77°のポリウレタンゴム製クリーニングブレードを、電子写真感光体の表面に対して当接角28°、当接圧15g/cmとなるように設定した。電子写真感光体用のヒーター(ドラムヒーター)をOFFにした状態で、30℃/80%RH環境下で、A4横の印字率5%画像の評価用チャートを連続で50000枚出力した。 Next, as shown in Table 2, a polyurethane rubber cleaning blade having a hardness of 77 ° was set so that the contact angle with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member was 28 ° and the contact pressure was 15 g / cm. With the heater (drum heater) for the electrophotographic photosensitive member turned off, 50000 continuous evaluation charts for images with a 5% A4 printing ratio were output in an environment of 30 ° C./80% RH.
引き続き、電子写真感光体用のヒーター(ドラムヒーター)をOFFにした状態で、30℃/80%RH環境下で、A4横の印字率5%画像の評価用チャートを連続で5000枚出力を行い、電源を切った状態で30℃/80%RH環境下で3日間放置した。 Subsequently, with the heater (drum heater) for the electrophotographic photosensitive member turned off, an evaluation chart for an image with a 5% A4 horizontal printing rate is output continuously in an environment of 30 ° C./80% RH. The sample was left for 3 days in a 30 ° C./80% RH environment with the power off.
3日間放置後、電子写真装置を起動し、A4横の出力解像度600dpiの1ドット−1スペースの画像形成を行い、帯電装置近傍の画像濃度とA4全面の画像再現性を以下のように評価した。 After being left for 3 days, the electrophotographic apparatus was started up, and an image of 1 dot-1 space with an A4 horizontal output resolution of 600 dpi was formed, and the image density in the vicinity of the charging device and the image reproducibility of the entire A4 were evaluated as follows. .
A:帯電装置近傍において、ドットの乱れや飛び散りが無く(すなわち画像流れが無く)、画像再現性が良好である。 A: In the vicinity of the charging device, there is no dot disturbance or scattering (that is, no image flow), and the image reproducibility is good.
B:帯電装置近傍において、拡大観察した際にわずかにドットの乱れが見られるが、飛び散りは無く、その他の部分については画像再現性が良好である。 B: In the vicinity of the charging device, a slight dot disturbance is observed when magnified, but there is no scattering, and the image reproducibility is good for other portions.
C:帯電装置近傍において、拡大観察した際にややドットの乱れや飛び散りを生じているが、その他の部分については画像再現性が良好である。 C: In the vicinity of the charging device, the dots are slightly disturbed or scattered when magnified, but the image reproducibility is good for other portions.
D:帯電装置近傍において、拡大観察した際にドットの乱れや飛び散りを生じているが、その他の部分については画像再現性が良好である。 D: Disturbance and scattering of dots occur in the vicinity of the charging device when magnified, but the image reproducibility is good for other portions.
E:帯電装置近傍については画像上白ぬけが発生しており、その他の部分についてもやや画像再現性が低い。 E: Whitening occurs on the image in the vicinity of the charging device, and the image reproducibility is slightly low in other portions.
(画像流れ評価2〜10)
クリーニングブレードの硬度および設定(当接角および当接圧)を表3に示すようにした以外は、表面に凹部を有する感光体の画像流れ評価1と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。
(Image flow evaluation 2 to 10)
Except for the hardness and setting (contact angle and contact pressure) of the cleaning blade as shown in Table 3, the actual evaluation of the electrophotographic photosensitive member was performed in the same manner as the image flow evaluation 1 of the photosensitive member having a concave portion on the surface. went.
表面に凹部を有する感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C7055)の改造機のブラックステーション(コロナ帯電方式)に装着した。クリーニングブレードの硬度および設定(当接角および当接圧)を表4に示すようにした以外は、表面に凹部を有する感光体の画像流れ評価1と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。
A photoconductor having a concave portion on the surface was mounted on a black station (corona charging system) of a modified machine of an electrophotographic apparatus (copier) (trade name: iR-ADV C7055) manufactured by Canon Inc. Except for the hardness and setting (contact angle and contact pressure) of the cleaning blade as shown in Table 4, the actual evaluation of the electrophotographic photosensitive member was performed in the same manner as the image flow evaluation 1 of the photosensitive member having a recess on the surface. went.
凹部形成前の電子写真感光体A、B、C、Dを用い、図6の(A)の正方配置モールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AA−1〜40、BA−1〜3、CA−1、DA−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表5に示す。
Using the electrophotographic photosensitive members A, B, C, and D before the formation of the recesses, the recesses are formed by mold press-contact shape transfer using the square arrangement mold shown in FIG. Photoconductors AA-1 to 40, BA-1 to 3, CA-1, and DA-1 were prepared. Table 5 shows the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
これらの電子写真感光体について、上述の手法で表面の観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求めた。引き続き、画質低下指数(f)の算出を行った。スクリーンパターン(B)としては、上述のスクリーンパターン1(SCR1)、およびスクリーンパターン2(SCR2)を用いた。結果を表5に示す。 The surface of these electrophotographic photoreceptors was observed by the above-described method, and the depth of the specific recess, the longest diameter and area of the opening, the area of the flat portion, and the arrangement of the recess were determined. Subsequently, the image quality degradation index (f) was calculated. As the screen pattern (B), the above-described screen pattern 1 (SCR1) and screen pattern 2 (SCR2) were used. The results are shown in Table 5.
また、電子写真感光体CA−1の表面層である第二電荷輸送層の近傍の断面観察を行ったところ、図8の(A)に示すように、第二電荷輸送層の表面だけでなく、電荷輸送層の表面(電荷輸送層と第二電荷輸送層との界面)にも対応する凹部が形成されていた。なお、電子写真感光体CA−1の表面には、図8の(B)に示すような凹部が形成されていた。図8の(B)中の白線の四角形は、一辺500μmの正方形領域である。 Further, when the cross section of the vicinity of the second charge transport layer, which is the surface layer of the electrophotographic photosensitive member CA-1, was observed, as shown in FIG. 8A, not only the surface of the second charge transport layer. Also, a concave portion corresponding to the surface of the charge transport layer (interface between the charge transport layer and the second charge transport layer) was formed. A concave portion as shown in FIG. 8B was formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member CA-1. A white line rectangle in FIG. 8B is a square region having a side of 500 μm.
凹部形成前の電子写真感光体A、B、C、Dを用い、図6の(B)の不規則配置モールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AB−1〜40、BB−1、CB−1、DB−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表6に示す。
Using the electrophotographic photoreceptors A, B, C, and D before the formation of the recesses, the irregularly placed mold shown in FIG. 6B is used to form the recesses by mold press-fitting shape transfer, and the electrons having the recesses on the surface. Photoconductors AB-1 to 40, BB-1, CB-1, and DB-1 were prepared. Table 6 shows the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表6に示す。 These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 6.
凹部形成前の電子写真感光体Aを用い、図6の(C)、(D)の配置のモールドを用いて、モールド圧接形状転写による凹部の形成を行い、表面に凹部を有する電子写真感光体AC−1、AD−1を作成した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表7に示す。
Using the electrophotographic photosensitive member A before forming the concave portion, using the mold having the arrangement shown in FIGS. 6C and 6D, the concave portion is formed by mold pressure contact shape transfer, and the surface has the concave portion. AC-1 and AD-1 were prepared. Table 7 shows the mold used for pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表7に示す。 These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 7.
凹部形成前の感光体Aの製造例と同様にして、支持体上に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を形成した。次に下記の物質を1−メトキシ−2−プロパノール20.9部に溶解させることによって、第二電荷輸送層(保護層)用塗布液を調製した。
A conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer were formed on the support in the same manner as in the production example of the photoreceptor A before forming the recess. Next, the following substances were dissolved in 20.9 parts of 1-methoxy-2-propanol to prepare a coating solution for the second charge transport layer (protective layer).
・アクリルポリオール(商品名:JONCRYL−587、Johonson Polymers製) ・・・1.5部
・メラミン樹脂(商品名:CYMEL−303、CytecIndustries製)
・・・2.1部
・電荷輸送成分としてのN,N,N’,N’−テトラキス−[(4−ヒドロキシメチル)フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(THM−TBD)
・・・1.16部
・電荷輸送成分としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−ヒドロキシフェニル)−テルフェニル−ジアミン(DHTER) ・・・1.93部
・酸触媒(商品名:Nacure5225、King Chemical Industries製) ・・・0.05部
この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を硬化させる前に、表8および表9に示すモールドを用い、塗膜の表面温度を常温(25℃)に保った状態で、塗膜の表面にモールドの形状を転写した。次に、40分間140℃で熱硬化させることによって、膜厚6μmの第二電荷輸送層(保護層)を形成した。
・ Acrylic polyol (trade name: JONCRYL-587, manufactured by Johnson Polymers) ・ ・ ・ 1.5 parts ・ Melamine resin (trade name: CYMEL-303, manufactured by Cytec Industries)
2.1 parts-N, N, N ', N'-tetrakis-[(4-hydroxymethyl) phenyl] -biphenyl-4,4'-diamine (THM-TBD) as a charge transport component
... 1.16 parts-N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-hydroxyphenyl) -terphenyl-diamine (DHTER) as a charge transport component ... 1.93 parts-Acid catalyst (Trade name: Nacure 5225, manufactured by King Chemical Industries)... 0.05 part. Using the mold shown in Table 9, the shape of the mold was transferred to the surface of the coating film while keeping the surface temperature of the coating film at room temperature (25 ° C.). Next, a second charge transport layer (protective layer) having a film thickness of 6 μm was formed by thermosetting at 140 ° C. for 40 minutes.
以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体EA−1、EB−1を作製した。圧接形状転写に用いたモールド、表面加工時の電子写真感光体の表面の温度を表8、表9に示す。 As described above, electrophotographic photoreceptors EA-1 and EB-1 having concave portions on the surface were produced. Tables 8 and 9 show the mold used for the pressure contact shape transfer and the surface temperature of the electrophotographic photosensitive member during surface processing.
これらの電子写真感光体について、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表8、表9に示す。 These electrophotographic photosensitive members are observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, the area of the flat portion, and the arrangement of the concave portion The image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Tables 8 and 9.
(表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例5)
凹部形成前の感光体Aに対して、概ね図9に示す構成の乾式ブラスト装置を用いて乾式ブラスト処理を行い、電子写真感光体の表面(周面)の全面に複数のディンプル形状の凹部を形成した。
(Production Example 5 of electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface)
A dry blasting process is performed on the photoreceptor A before forming the recesses by using a dry blasting apparatus having a configuration shown in FIG. 9 so that a plurality of dimple-shaped recesses are formed on the entire surface (peripheral surface) of the electrophotographic photoreceptor. Formed.
図9中、901は粒子(研磨粒子)905の噴射ノズルである。902は噴射ノズル901を固定するためのノズル固定治具である。903はエア(圧縮空気)の導入経路である。904は容器に貯留されている粒子(研磨粒子)905を噴射ノズル901に導くための経路である。905は粒子(研磨粒子)である。906はワーク907を支持するためのワーク支持部材である。907はワーク(表面に凹部を形成する対象の電子写真感光体)である。908は噴射ノズル901を支持するための噴射ノズル支持部材である。909は噴射ノズル901を固定するための噴射ノズル固定治具である。 In FIG. 9, reference numeral 901 denotes an injection nozzle for particles (abrasive particles) 905. Reference numeral 902 denotes a nozzle fixing jig for fixing the injection nozzle 901. Reference numeral 903 denotes an air (compressed air) introduction path. Reference numeral 904 denotes a path for guiding particles (abrasive particles) 905 stored in the container to the injection nozzle 901. Reference numeral 905 denotes particles (abrasive particles). Reference numeral 906 denotes a work support member for supporting the work 907. Reference numeral 907 denotes a work (an electrophotographic photosensitive member on which a concave portion is formed on the surface). Reference numeral 908 denotes an injection nozzle support member for supporting the injection nozzle 901. Reference numeral 909 denotes an injection nozzle fixing jig for fixing the injection nozzle 901.
以上のようにして、表面に凹部を有する電子写真感光体Pを作製した。乾式ブラスト処理の条件は下記のとおりである。なお、乾式ブラスト処理後、ワークの周面に残存付着し
た粒子(研磨粒子)を、圧縮エアの吹き付けにより除去した。
As described above, an electrophotographic photosensitive member P having a concave portion on the surface was produced. The conditions for the dry blast treatment are as follows. After dry blasting, particles (abrasive particles) remaining on the peripheral surface of the workpiece were removed by blowing compressed air.
・粒子(研磨粒子):平均粒径が30μmの球状ガラスビーズ(商品名:UB−01L(株)、ユニオン製)
・エア(圧縮空気)吹き付け圧力:0.343MPa(3.5kgf/cm2)噴射ノズル移動速度:430mm/s(図9中の上下矢印方向)
・ワークの自転速度:288rpm(図9中の回転矢印方向)
・噴射ノズルの吐出口とワークとの距離:100mm
・粒子(研磨粒子)の吐出角度:90°
・粒子(研磨粒子)の供給量:200g/min
・ブラストの回数:片道×2回
電子写真感光体Pについて、表面に凹部を有する電子写真感光体の製造例1と同様に観察を行い、特定凹部の深さ、開口部の最長径および面積ならびに平坦部の面積、凹部の配置を求め、画質低下指数(f)の算出を行った。結果を表10に示す。
Particles (abrasive particles): spherical glass beads with an average particle size of 30 μm (trade name: UB-01L, manufactured by Union)
Air (compressed air) spraying pressure: 0.343 MPa (3.5 kgf / cm 2 ) Injection nozzle moving speed: 430 mm / s (in the up and down arrow direction in FIG. 9)
・ Work rotation speed: 288 rpm (in the direction of the rotation arrow in FIG. 9)
・ Distance between discharge port of injection nozzle and workpiece: 100mm
・ Discharge angle of particles (abrasive particles): 90 °
-Supply amount of particles (abrasive particles): 200 g / min
-Number of times of blasting: one way × 2 times The electrophotographic photosensitive member P was observed in the same manner as in Production Example 1 of the electrophotographic photosensitive member having a concave portion on the surface, and the depth of the specific concave portion, the longest diameter and area of the opening portion, and The area of the flat portion and the arrangement of the concave portions were obtained, and the image quality degradation index (f) was calculated. The results are shown in Table 10.
表面に凹部を有する感光体AA−8〜15、18〜20、22〜24、28、29、31、32、35について、上述の画質評価1を行った。また、感光体AB−8、9、12〜15、18〜20、22〜24、28、29、31、32、35および感光体AC−1、感光体AD−1、感光体CA−1、感光体DA−1、感光体CB−1、感光体DB−1について、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表11に示す評価を行った。結果を表11に示す。
The above-mentioned image quality evaluation 1 was performed on the photoreceptors AA-8 to 15, 18 to 20, 22 to 24, 28, 29, 31, 32, and 35 having concave portions on the surface. Further, the photoreceptors AB-8, 9, 12-15, 18-20, 22-24, 28, 29, 31, 32, 35, the photoreceptor AC-1, the photoreceptor AD-1, the photoreceptor CA-1, The above-described image quality evaluation 1 was performed on the photoconductor DA-1, the photoconductor CB-1, and the photoconductor DB-1. Furthermore, the evaluation shown in Table 11 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 11.
(実施例43、44)
表面に凹部を有する感光体BA−1、BB−1について、上述の画質評価3を行った。さらに、画像流れ評価11〜20を行った。結果を表12に示す。
(Examples 43 and 44)
The above-described image quality evaluation 3 was performed on the photoreceptors BA-1 and BB-1 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 11 to 20 were performed. The results are shown in Table 12.
(実施例45〜75)
表面に凹部を有する感光体AA−8、9、12〜15、18〜20、22〜24について、上述の画質評価2を行った。また、感光体AB−8、9、12〜15、18〜20、22〜24、31、32および感光体AD−1、感光体CA−1,感光体DA−1、感光体CB−1、感光体DB−1について、上述の画質評価2を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表13に示す評価を行った。結果を表13に示す。
(Examples 45-75)
The above-mentioned image quality evaluation 2 was performed on the photoreceptors AA-8, 9, 12-15, 18-20, and 22-24 having concave portions on the surface. Further, the photoreceptors AB-8, 9, 12-15, 18-20, 22-24, 31, 32, the photoreceptor AD-1, the photoreceptor CA-1, the photoreceptor DA-1, the photoreceptor CB-1, The above-mentioned image quality evaluation 2 was performed on the photoreceptor DB-1. Furthermore, the evaluation shown in Table 13 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 13.
以上の結果から、以上の要件を満たす電子写真式の画像形成装置は、画像流れが生じにくく、かつ画質低下が抑制された装置であるといえる。
From the above results, it can be said that an electrophotographic image forming apparatus that satisfies the above requirements is an apparatus in which image flow hardly occurs and image quality deterioration is suppressed.
(実施例76、77)
表面に凹部を有する感光体BA−1、BB−1について、上述の画質評価4を行った。さらに、画像流れ評価11〜20を行った。結果を表14に示す。
(Examples 76 and 77)
The above-mentioned image quality evaluation 4 was performed on the photoreceptors BA-1 and BB-1 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 11 to 20 were performed. The results are shown in Table 14.
(比較例1〜5)
表面に凹部を有さない電子写真感光体A〜Eについて、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価2、6、9を行った。結果を表15に示す。
(Comparative Examples 1-5)
The above-described image quality evaluation 1 was performed on the electrophotographic photoreceptors A to E having no concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 2, 6, and 9 were performed. The results are shown in Table 15.
(比較例6〜52)
表面に凹部を有する感光体AA−1〜7、16、17、21、25〜27、30、33、34、36〜40について、上述の画質評価1を行った。また、感光体AB−1〜7、10、11、16,17、21、25〜27、30、33、34、36〜40および感光体EA−1、感光体EB−1、感光体Pについて、上述の画質評価1を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表16に示す評価を行った。結果を表16に示す。
(Comparative Examples 6 to 52)
The above-mentioned image quality evaluation 1 was performed on the photoreceptors AA-1 to 7, 16, 17, 21, 25 to 27, 30, 33, 34, and 36 to 40 having concave portions on the surface. Photoconductors AB-1 to 7, 10, 11, 16, 17, 21, 25 to 27, 30, 33, 34, 36 to 40, and photoconductor EA-1, photoconductor EB-1, and photoconductor P The above-described image quality evaluation 1 was performed. Furthermore, the evaluation shown in Table 16 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 16.
特に、比較例50、51については、感光体EA−1、EB−1の特定凹部の開口部の最長径、深さ、面積および配置については実施例と同様の要件を満たす。しかし、塗膜を硬化させる前にモールドによる形状転写を行うため、平坦部の面積が少なく、画像流れ抑制効果が不十分であった。 In particular, in Comparative Examples 50 and 51, the longest diameter, depth, area, and arrangement of the openings of the specific recesses of the photoreceptors EA-1 and EB-1 satisfy the same requirements as in the examples. However, since shape transfer by a mold is performed before the coating film is cured, the area of the flat portion is small and the effect of suppressing image flow is insufficient.
また比較例52については、感光体Pの特定凹部の面積が大きく、かつ平坦部の面積が少ないため、画像流れの抑制が不十分であり、また凹部の配置が実施例の要件を満たさないためにがさつきが低下した。 In Comparative Example 52, the area of the specific concave portion of the photoreceptor P is large and the area of the flat portion is small, so that the image flow is not sufficiently suppressed, and the arrangement of the concave portions does not satisfy the requirements of the example. The bitterness decreased.
(比較例53、54)
表面に凹部を有する感光体BA−2、3について、上述の画質評価3を行った。さらに、画像流れ評価13、16、19を行った。結果を表17に示す。
(Comparative Examples 53 and 54)
The above-mentioned image quality evaluation 3 was performed on the photoreceptors BA-2 and 3 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 13, 16, and 19 were performed. The results are shown in Table 17.
(比較例55〜112)
表面に凹部を有する感光体AA−1〜11、16、17、21、25〜40および、感光体AB−1〜11、16、17、21、25〜30、33〜40および感光体AC−1、感光体EA−1、感光体EB−1、感光体Pについて、上述の画質評価2を行った。さらに、画像流れ評価1〜10のうち表18に示す評価を行った。結果を表18に示す。
(Comparative Examples 55-112)
Photoconductors AA-1 to 11, 16, 17, 21, 25 to 40 having concave portions on the surface, photoconductors AB-1 to 11, 16, 17, 21, 25 to 30, 33 to 40, and photoconductor AC- 1. The above-described image quality evaluation 2 was performed on the photoconductor EA-1, the photoconductor EB-1, and the photoconductor P. Furthermore, the evaluation shown in Table 18 among the image flow evaluations 1 to 10 was performed. The results are shown in Table 18.
以上の結果から、実施例と同様の要件を満さない電子写真式の画像形成装置は、画像流れおよび/または画質低下の抑制が不十分な装置であるといえる。
From the above results, it can be said that an electrophotographic image forming apparatus that does not satisfy the same requirements as in the embodiment is an apparatus that is insufficient in suppressing image flow and / or image quality degradation.
(比較例113,114)
表面に凹部を有する感光体BA−2、3について、上述の画質評価4を行った。さらに、画像流れ評価13、16、19を行った。結果を表19に示す。
(Comparative Examples 113 and 114)
The above-described image quality evaluation 4 was performed on the photoreceptors BA-2 and 3 having concave portions on the surface. Further, image flow evaluations 13, 16, and 19 were performed. The results are shown in Table 19.
かくして、実施例の構成を採用すれば、従来技術を更に発展させて、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下がより抑制された電子写真装置及び電子写真感光体を提供することができる。 Thus, if the configuration of the embodiment is adopted, the prior art is further developed, and an electrophotographic apparatus and an electrophotographic photosensitive member in which image flow is less likely to occur and image quality deterioration due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member is further suppressed. The body can be provided.
本発明によれば、画像流れがより生じにくく、かつ電子写真感光体の表面の凹部による画質低下を抑制することができる画像形成装置及び電子写真感光体が提供される。 According to the present invention, there are provided an image forming apparatus and an electrophotographic photosensitive member that are less likely to cause image flow and that can suppress deterioration in image quality due to a concave portion on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
501・・電子写真感光体、101・・基準面、102・・第二基準面、103・・第三基準面、104・・凹部(特定凹部)、105・・凸部501 .. Electrophotographic photosensitive member 101.. Reference surface 102.. Second reference surface 103.. Third reference surface 104.. Recess (specific recess), 105.
Claims (8)
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面には深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出された画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
An electrophotographic photoreceptor comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
An image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a pseudo halftone process formed by dots as a method of expressing gradation,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in a portion other than the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
階調を表現する手法としてドットで形成される疑似中間調処理を少なくとも利用して前記電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成部と、前記電子写真感光体に接触してクリーニングするブレードと、を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体の表面の少なくとも前記ブレードとの接触領域には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする画像形成装置。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、前記複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
An electrophotographic photoreceptor comprising at least a support and a photosensitive layer formed on the support;
As a technique for expressing gradation, an image forming unit that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member using at least a pseudo halftone process formed by dots, and cleaning by contacting the electrophotographic photosensitive member An image forming apparatus having a blade,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in at least a contact region with the blade on the surface of the electrophotographic photosensitive member,
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in a portion other than the recess 80000μm 2 or more and 240,000 μm 2 or less,
The image forming apparatus, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面には、深さが0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記電子写真感光体の表面において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
An electrophotographic photosensitive member in which an electrostatic latent image is formed using at least a pseudo halftone process formed by dots as a method of expressing gradation,
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
On the surface of the electrophotographic photosensitive member, a plurality of recesses having a depth of 0.5 μm to 5 μm and a longest diameter of the opening of 20 μm to 80 μm are formed,
When one side in the surface of the electrophotographic photoconductor were arbitrarily extracted square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the flat portion contained in a portion other than the recess The total area is 80000 μm 2 or more and 240000 μm 2 or less,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
<Calculation processing>
(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
支持体と、前記支持体上に形成された感光層と、を有し、
前記電子写真感光体の表面の前記ブレードとの接触領域には、深さ0.5μm以上5μm以下かつ開口部の最長径が20μm以上80μm以下の複数の凹部が形成されており、
前記接触領域において一辺が500μmの正方形領域を任意に抽出したとき、前記正方形領域において、前記凹部の総面積が10000μm2以上90000μm2以下、前記凹部以外の部分に含まれる平坦部の総面積が80000μm2以上240000μm2以下であり、
前記複数の凹部の配置(A)が、下記の演算処理を行って算出した画質低下指数(f)が14%以下となる配置であることを特徴とする電子写真感光体。
<演算処理>
(1)ドットで形成される疑似中間調処理で生成されたスクリーンパターン(B)から、該複数の凹部と重複する部分を削除し、画像(C)とする
(2)画像(C)について粒子解析を行い、ドット面積の平均値SM、ドット面積の標準偏差(σ)を算出する
(3)下記式(1)にて画質低下指数(f)を得る
An electrophotographic photosensitive member in which an electrostatic latent image is formed using at least a pseudo halftone process formed by dots as a technique for expressing gradation, and the surface thereof is cleaned by a blade,
A support, and a photosensitive layer formed on the support,
A plurality of recesses having a depth of 0.5 μm or more and 5 μm or less and a longest diameter of the opening of 20 μm or more and 80 μm or less are formed in a contact area with the blade on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
When one side in the contact region is arbitrarily extract a square region of 500 [mu] m, in the square region, the total area of the concave portion 10000 2 more 90000Myuemu 2 or less, the total area of the flat portion contained in a portion other than the recess 80000μm 2 or more and 240,000 μm 2 or less,
The electrophotographic photoreceptor, wherein the arrangement (A) of the plurality of recesses is an arrangement in which an image quality degradation index (f) calculated by performing the following arithmetic processing is 14% or less.
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(1) From the screen pattern (B) generated by the pseudo halftone process formed by dots, the portion overlapping with the plurality of recesses is deleted to obtain an image (C). (2) Particles for the image (C) Analysis is performed, and the dot area average value SM and the dot area standard deviation (σ) are calculated. (3) The image quality degradation index (f) is obtained by the following equation (1).
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